DE102019210600A1 - Diagnoseeinrichtung, Reglervorrichtung, fluidisches System und Verfahren zur Diagnose von Druckfluid-Leckage - Google Patents

Diagnoseeinrichtung, Reglervorrichtung, fluidisches System und Verfahren zur Diagnose von Druckfluid-Leckage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung (30) zur Diagnose von Druckfluid-Leckage aus wenigstens einer mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Druckkammer (18). Die Diagnoseeinrichtung (30) ist ausgebildet, die Druckfluid-Leckage auf Basis wenigstens eines Druckregelungs-Stellsignals für die Ansteuerung einer für eine Druckregelung der Druckkammer (18) vorgesehenen Ventilanordnung (11) zu diagnostizieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung zur Diagnose von Druckfluid-Leckage aus wenigstens einer mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Druckkammer.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Diagnoseeinrichtung bereitzustellen, mit der die Druckfluid-Leckage in effizienter Weise diagnostiziert werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Diagnoseeinrichtung gemäß Anspruch 1. Die Diagnoseeinrichtung ist ausgebildet, die Druckfluid-Leckage auf Basis wenigstens eines Druckregelungs-Stellsignals zu diagnostizieren. Das Druckregelungs-Stellsignal dient der Ansteuerung einer Ventilanordnung, die für eine Druckregelung der Druckkammer vorhanden ist.
  • Liegt eine Druckfluid-Leckage aus der Druckkammer vor - fließt also in unerwünschter Weise Druckfluid aus der Druckkammer ab, beispielsweise aufgrund einer mangelnden Dichtheit der Druckkammer und/oder einer mit der Druckkammer fluidisch verbundenen Komponente - so wirkt sich dies auf das Druckregelungs-Stellsignal aus. Das Druckregelungs-Stellsignal muss in diesem Fall die Druckfluid-Leckage ausgleichen; also bewirken, dass die Ventilanordnung der Druckkammer eine größere Menge an Druckfluid zuführt oder eine kleinere Menge an Druckfluid aus der Druckkammer ablässt, um (trotz der Druckfluid-Leckage) einen im Rahmen der Druckregelung vorgegebenen Druck-Sollwert zu erreichen oder zu halten. Folglich besteht ein Zusammenhang zwischen dem Druckregelungs-Stellsignal und dem Vorliegen/Nicht-Vorliegen von Druckfluid-Leckage, so dass auf Basis des Druckregelungs-Stellsignals die Druckfluid-Leckage diagnostiziert werden kann. Da hierfür keine zusätzliche Sensorik erforderlich ist, kann dies in sehr effizienter Weise erfolgen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Reglervorrichtung, umfassend eine hier beschriebene Diagnoseeinrichtung und die Ventilanordnung. Die Reglervorrichtung ist ausgebildet, die Druckregelung durchzuführen und im Rahmen der Druckregelung das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal bereitzustellen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein fluidisches System umfassend eine hier beschriebene Reglervorrichtung und einen fluidischen Aktor. Die Reglervorrichtung ist ausgebildet, eine Druckregelung des fluidischen Aktors durchzuführen und im Rahmen der Druckregelung wenigstens ein Druckregelungs-Stellsignal für die Ansteuerung der Ventilanordnung bereitzustellen. Die Diagnoseeinrichtung ist ausgebildet, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals die Druckfluid-Leckage zu diagnostizieren.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Diagnose von Druckfluid-Leckage aus einer mit Druckfluid beaufschlagbaren Druckkammer, umfassend den Schritt: Diagnostizieren der Druckfluid-Leckage auf Basis wenigstens eines Druckregelungs-Stellsignals für die Ansteuerung einer für eine Druckregelung der Druckkammer vorgesehenen Ventilanordnung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren in Entsprechung zu einer hier beschriebenen Diagnoseeinrichtung, Reglervorrichtung und/oder einem fluidischen System weitergebildet.
  • Weitere exemplarische Details sowie beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur erläutert. Dabei zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung eines fluidischen Systems.
  • Die 1 zeigt ein fluidisches System 10, das einen exemplarischen Anwendungskontext für die Diagnoseeinrichtung 30 darstellen soll. Die Diagnoseeinrichtung 30 ist hier rein exemplarisch Teil einer Reglervorrichtung 2. Die Diagnoseeinrichtung 30 kann alternativ auch für sich genommen - also ohne die anderen Komponenten des fluidischen Systems 10 - bereitgestellt sein.
  • Das fluidische System 10 umfasst wenigstens eine Druckkammer 18 - hier exemplarisch eine erste Druckkammer 18A und eine zweite Druckkammer 18B - die mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist. Die Druckkammer 18 ist exemplarisch Teil eines fluidischen Aktors 3. Das fluidische System 10 ist vorzugsweise ein pneumatisches System. Das Druckfluid ist vorzugsweise Druckluft.
  • Zur Bereitstellung einer Druckregelung der Druckkammer 18 ist eine Ventilanordnung 11 vorgesehen. Die Ventilanordnung 11 wird mittels wenigstens eines Druckregelungs-Stellsignals - hier exemplarisch mittels eines ersten Druckregelungs-Stellsignals u1, eines zweiten Druckregelungs-Stellsignals u2, eines dritten Druckregelungs-Stellsignals u3 und/oder eines vierten Druckregelungs-Stellsignals u4 - angesteuert. Exemplarisch ist die Ventilanordnung 11 Teil der Reglervorrichtung 2. Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, die Druckregelung des fluidischen Aktors 3, insbesondere der Druckkammer 18, durchzuführen und im Rahmen der Druckregelung das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal für die Ansteuerung der Ventilanordnung 11 bereitzustellen.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist ausgebildet, die Druckfluid-Leckage auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals zu diagnostizieren.
  • Nachstehend sollen weitere exemplarische Details erläutert werden.
  • Bei dem fluidischen System 10 handelt es sich insbesondere um eine industrielle Anlage, vorzugsweise um eine Prozesstechnik-Anlage.
  • Das fluidische System 10 umfasst exemplarisch die Reglervorrichtung 2, den fluidischen Aktor 3 und eine Druckfluid-Quelle 28. Optional umfasst das fluidische System 10 ferner eine Fluidleitungsanordnung 4, eine übergeordnete Steuerung 1 und/oder eine externe Rechnereinheit 43, beispielsweise einen Cloud-Server, einen PC und/oder ein Mobilgerät.
  • Der fluidische Aktor 3 umfasst exemplarisch ein Aktorglied 15, das zweckmäßigerweise durch Druckfluid-Beaufschlagung der Druckkammer 18 in verschiedene Stellungen versetzbar ist. Der fluidische Aktor 3 dient insbesondere dazu, den Fluss (beispielsweise einen Massen- oder Volumenfluss) eines Fluids 5, insbesondere eines Prozessfluids, durch die Fluidleitungsanordnung 4 zu beeinflussen, insbesondere wahlweise zu stoppen oder freizugeben und/oder in seiner Strömungsgeschwindigkeit anzupassen. Die Beeinflussung des Flusses des Fluids 5 erfolgt über das Aktorglied 15 des fluidischen Aktors 3.
  • Der fluidische Aktor 3 umfasst exemplarisch eine Ventileinrichtung. Die Ventileinrichtung ist insbesondere als Prozessventilbaueinheit ausgeführt. Vorzugsweise umfasst der fluidische Aktor 3, insbesondere die Ventileinrichtung, eine fluidische Antriebseinheit 16 und eine Ventilarmatur 17, insbesondere ein Prozessventil.
  • Der fluidische Aktor 3, exemplarisch die fluidische Antriebseinheit 16, umfasst zweckmäßigerweise die wenigstens eine Druckkammer 18, die mittels der Ventilanordnung 11 mit dem Druckfluid beaufschlagt werden kann. Rein exemplarisch umfasst der fluidische Aktor 3, insbesondere die Antriebseinheit 16, die erste Druckkammer 18A und die zweite Druckkammer 18B, die zweckmäßigerweise jeweils separat voneinander mittels der Ventilanordnung 11 mit dem Druckfluid beaufschlagt werden können. Die erste Druckkammer 18A ist über eine erste Fluidleitung 41 mit der Ventilanordnung 11, exemplarisch mit einem ersten Fluidleitungs-Anschluss 24 der Reglervorrichtung 2, fluidisch verbunden. Die zweite Druckkammer 18B ist über eine zweite Fluidleitung 42 mit der Ventilanordnung 11, exemplarisch mit einem zweiten Fluidleitungs-Anschluss 25 der Reglervorrichtung 2, fluidisch verbunden.
  • Der fluidische Aktor 3 ist vorzugsweise doppeltwirkend ausgeführt und umfasst dementsprechend die beiden Druckkammern 18A und 18B. Gemäß einer (nicht in der Figur gezeigten) alternativen Ausgestaltung ist der fluidische Aktor 3 einfachwirkend ausgeführt und umfasst dementsprechend zur Betätigung des Aktorglieds 15 nur eine Druckkammer 18.
  • Der fluidische Aktor 3, exemplarisch die fluidische Antriebseinheit 16, umfasst zweckmäßigerweise ferner ein Stellglied 19, das durch Druckfluid-Beaufschlagung der Druckkammer 18 in seiner Stellung verändert werden kann. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst das Aktorglied 15 das Stellglied 19. Das Stellglied 19 ist beispielsweise ein Kolben. Exemplarisch trennt das Stellglied 19 die beiden Druckkammern 18A, 18B voneinander ab.
  • Der fluidische Aktor 3, exemplarisch die Ventilarmatur 17, umfasst zweckmäßigerweise ein Ventilglied 21. Das Aktorglied 15 umfasst zweckmäßigerweise das Ventilglied 21. Exemplarisch befindet sich das Ventilglied 21 in einem Fluidleitungsabschnitt 22, durch den das Fluid 5 fließt. Das Ventilglied 21 ist zweckmäßigerweise an das Stellglied 19 gekoppelt und wird zweckmäßigerweise bei Betätigung des Stellglieds 19 mit dem Stellglied 19 mitbewegt. Das Ventilglied 21 kann durch Beaufschlagung der Druckkammer 18 mit dem Druckfluid in seiner Stellung verändert werden, insbesondere über die Kopplung mit dem Stellglied 19.
  • Gemäß einer möglichen Ausgestaltung wird eine Anordnung aus der Reglervorrichtung 2 und dem fluidischen Aktor 3 bereitgestellt. Zweckmäßigerweise ist die Reglervorrichtung 2 an, insbesondere auf, dem fluidischen Aktor 3 angeordnet und insbesondere mittels einer mechanischen Schnittstelle 9 an dem fluidischen Aktor 3 befestigt.
  • Die übergeordnete Steuerung 1 ist exemplarisch eine speicherprogrammierbare Steuerung, SPS. Die übergeordnete Steuerung 1 ist insbesondere ausgebildet, einen Positions-Sollwert (und/oder einen Druck-Sollwert) für die Reglervorrichtung 2 bereitzustellen. Exemplarisch stellt die übergeordnete Steuerung 1 den Positions-Sollwert und/oder den Druck-Sollwert als analogen Stromwert bereit, insbesondere als analogen Stromwert im Bereich von 4-20mA.
  • Bei der Reglervorrichtung 2 handelt es sich beispielsweise um einen Positioner. Mit dem Begriff „Positioner“ ist insbesondere ein Stellungsregler gemeint. Die Reglervorrichtung 2 ist insbesondere für den Einsatz in der Industrieautomatisierung, insbesondere der Prozessautomatisierung ausgebildet. Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ein Feldgerät, insbesondere für den industriellen Einsatz. Bei der Reglervorrichtung 2 handelt es sich exemplarisch um ein 2-Leiter-Gerät, insbesondere um einen 2-Leiter-Positioner. Zweckmäßigerweise ist die Reglervorrichtung 2 über zwei Leiter mit der übergeordneten Steuerung 1 verbunden und empfängt über diese zwei Leiter einen Positions-Sollwert und/oder die für den Betrieb der Reglervorrichtung 2 verwendete elektrische Energie.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ein Gehäuse 6. Das Gehäuse 6 ist vorzugsweise kubisch oder zylindrisch ausgeführt.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner die Ventilanordnung 11. Die Reglervorrichtung 2 ist ausgebildet, mit der Ventilanordnung 11 das Druckfluid für die Ansteuerung des fluidischen Aktors 3 bereitzustellen. Die Ventilanordnung 11 ist zweckmäßigerweise im Gehäuse 6 angeordnet. Die Ventilanordnung 11 umfasst exemplarisch mehrere Ventile zur Druckfluid-Zufuhr und/oder zum Druckfluid-Ablass der ersten Druckkammer 18A und/oder der zweiten Druckkammer 18B. Die Ventile der Ventilanordnung 11 umfassen insbesondere ein erstes Druckfluid-Zufuhrventil 31, ein erstes Druckfluid-Ablassventil 32, ein zweites Druckfluid-Zufuhrventil 33 und/oder ein zweites Druckfluid-Ablassventil 34.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Ventileinrichtung 11 das erste Druckfluid-Zufuhrventil 31, über das der ersten Druckkammer 18A das Druckfluid zugeführt werden kann. Exemplarisch ist das erste Druckfluid-Zufuhrventil 31 zwischen die erste Druckkammer 18A, insbesondere den ersten Fluidleitungs-Anschluss 24, und die Druckfluid-Quelle 28 geschaltet, so dass der ersten Druckkammer 18A über das erste Druckfluid-Zufuhrventil 31 das Druckfluid aus der Druckfluid-Quelle 28 zugeführt werden kann.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Ventileinrichtung 1 das erste Druckfluid-Ablassventil 32, über das das Druckfluid aus der ersten Druckkammer 18A abgelassen werden kann. Exemplarisch ist das erste Druckfluid-Ablassventil 32 zwischen die erste Druckkammer 18A, insbesondere den ersten Fluidleitungs-Anschluss 24, und eine Druckfluid-Senke geschaltet, beispielsweise die Umgebung der Reglervorrichtung 2, insbesondere die Atmosphäre, sodass über das erste Druckfluid-Ablassventil 32 das Druckfluid aus der ersten Druckkammer 18A in die Druckfluid-Senke abgelassen werden kann.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Ventileinrichtung 11 das zweite Druckfluid-Zufuhrventil 33, über das der zweiten Druckkammer 18B das Druckfluid zugeführt werden kann. Exemplarisch ist das zweite Druckfluid-Zufuhrventil 33 zwischen die zweite Druckkammer 18B, insbesondere den zweiten Fluidleitungs-Anschluss 25, und die Druckfluid-Quelle 28 geschaltet, sodass der zweiten Druckkammer 18B über das zweite Druckfluid-Zufuhrventil 33 das Druckfluid aus der Druckfluid-Quelle 28 zugeführt werden kann.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Ventileinrichtung 1 das zweite Druckfluid-Ablassventil 34, über das das Druckfluid aus der zweiten Druckkammer 18B abgelassen werden kann. Exemplarisch ist das zweite Druckfluid-Ablassventil 34 zwischen die zweite Druckkammer 18B, insbesondere den zweiten Fluidleitungs-Anschluss 25, und eine Druckfluid-Senke geschaltet, beispielsweise die Umgebung der Reglervorrichtung 2, insbesondere die Atmosphäre, sodass über das zweite Druckfluid-Ablassventil 34 das Druckfluid aus der zweiten Druckkammer 18B in die Druckfluid-Senke abgelassen werden kann.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner eine Positionssensoreinrichtung 12. Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, mittels der Positionssensoreinrichtung 12 eine Ist-Position des Aktorglieds 15 zu erfassen und als Positions-Istwert bereitzustellen. Die Positionssensoreinrichtung 12 ist zweckmäßigerweise im oder am Gehäuse 6 angeordnet.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner eine Drucksensoreinrichtung 14. Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, mittels der Drucksensoreinrichtung 14 einen Ist-Druck des von der Reglervorrichtung 2 bereitgestellten Druckfluids zu erfassen und als Druck-Istwert bereitzustellen. Exemplarisch ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, mittels der Drucksensoreinrichtung 14 einen der ersten Druckkammer 18A zugeordneten ersten Druck-Istwert und einen der zweiten Druckkammer 18B zugeordneten zweiten Druck-Istwert zu erfassen. Die Drucksensoreinrichtung 14 ist zweckmäßigerweise im oder am Gehäuse 6 angeordnet.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner die mechanische Schnittstelle 9 zur Anbringung der Reglervorrichtung 2 an den fluidischen Aktor 3. Die mechanische Schnittstelle 9 ist exemplarisch am Gehäuse 6 angeordnet.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner eine Rechnereinheit 7, beispielsweise einen Mikrocontroller, auf dem zweckmäßigerweise ein Reglerprogramm, insbesondere ein Regleralgorithmus, bereitgestellt wird, zweckmäßigerweise zur Bereitstellung der Druckregelung der Druckkammer 18, und/oder einer nachstehend noch erläuterten Positionsregelung. Die Rechnereinheit 7 ist insbesondere im Gehäuse 6 angeordnet.
  • Zweckmäßigerweise ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, im Rahmen der Druckregelung eine Abweichung zwischen einem insbesondere mittels der Drucksensoreinrichtung 14 erfassten Ist-Druckwerts und einem Soll-Druckwert zu berechnen und auf Basis der Abweichung das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal bereitzustellen, um die Abweichung zwischen dem Ist-Druckwert und dem Soll-Druckwert zu minimieren.
  • Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, für jede der beiden Druckkammern 18A, 18B eine jeweils eigene Druckregelung durchzuführen - also für die erste Druckkammer 18A eine erste Druckregelung eines ersten Druck-Istwerts auf einen ersten Druck-Sollwert und für die zweite Druckkammer 18B eine zweite Druckregelung eines zweiten Druck-Istwerts auf einen zweiten Druck-Sollwert.
  • Ferner kann die Reglervorrichtung 2 ausgebildet sein, im Rahmen der Druckregelung einen Differenzdruck zwischen den beiden Druckkammern 18A, 18B auf einen vorgegebenen Druck-Sollwert zu regeln.
  • Die Rechnereinheit 7 ist ausgebildet, im Rahmen der Druckregelung das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal - hier exemplarisch die mehreren Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 - bereitzustellen und mittels des einen oder der mehreren Druckregelungs-Stellsignale die Ventilanordnung 11 anzusteuern.
  • Das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal, insbesondere die mehreren Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 werden zweckmäßigerweise in der Rechnereinheit 7 im Rahmen der Druckregelung berechnet und als eines oder mehrere elektrische Signale an die Ventileinrichtung 11 ausgeben. Vorzugsweise gibt jedes Druckregelungs-Stellsignal eine Stellung, insbesondere einen Öffnungsgrad, eines jeweiligen Ventils der Ventilanordnung 11 vor. Das erste Druckregelung-Stellsignals u1 gibt die Stellung, insbesondere den Öffnungsgrad, des ersten Druckfluid-Zufuhrventils 31 vor. Das zweite Druckregelung-Stellsignal u2 gibt die Stellung, insbesondere den Öffnungsgrad, des ersten Druckfluid-Ablassventils 32 vor. Das dritte Druckregelung-Stellsignal u3 gibt die Stellung, insbesondere den Öffnungsgrad, des zweiten Druckfluid-Zufuhrventils 33 vor. Das vierte Druckregelung-Stellsignal u4 gibt die Stellung, insbesondere den Öffnungsgrad, des zweiten Druckfluid-Ablassventils 34 vor. Jedes der Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 kann zweckmäßigerweise Signalwerte innerhalb eines vorgegebenen Werteintervalls annehmen. Jedes der Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 gibt zweckmäßigerweise die Stellung eines jeweiligen Ventils der Ventilanordnung 11 über der Zeit vor. Jedes der Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 ist zweckmäßigerweise ein Signal über der Zeit; zweckmäßigerweise ist jeder Signalwert jedes Druckregelungs-Stellsignals u1, u2, u3, u4 einem Zeitwert zugeordnet.
  • Jedes Druckregelungs-Stellsignal u1, u2, u3, u4 kann auch als nicht-fluidisches Druckregelungs-Stellsignal oder als elektrisches Druckregelungs-Stellsignal bezeichnet werden. Mit dem Begriff Druckregelungs-Stellsignal ist insbesondere ein internes, innerhalb der Rechnereinheit 7, beispielsweise auf Software-Ebene, vorhandenes Signal gemeint und/oder ein von der Rechnereinheit 7 ausgegebenes elektrisches Druckregelungs-Stellsignal, beispielsweise ein analoges elektrisches Signal oder ein digitales elektrisches Signal.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 wird exemplarisch als Software-Komponente auf der Reglervorrichtung 2, insbesondere auf der Rechnereinheit 7, bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Diagnoseeinrichtung 30 auch auf der übergeordneten Steuerung 1 und/oder der externen Rechnereinheit 43 bereitgestellt sein. Exemplarisch ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal, insbesondere die mehreren Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4, an die übergeordnete Steuerung 1 und/oder die externe Rechnereinheit 43 zu übertragen. Exemplarisch umfasst die Reglervorrichtung 2 eine Kommunikationsschnittstelle 23 zur Kommunikation mit der externen Rechenreinheit 43.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, dann, wenn sich die Reglervorrichtung 2 in einem Druckregelungsmodus befindet und insbesondere die Soll- und Ist-Position des Aktorglieds 15 konstant sind, die Diagnose der Druckluft-Leckage durchzuführen. Die Diagnoseeinrichtung 30 ist insbesondere ausgebildet, die zur Aufrechterhaltung des aktuellen Druckniveaus (gemäß dem Druck-Sollwert) in den Druckkammern 18A, 18B erzeugten Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3 und u4 zu erfassen und auszuwerten und auf der Basis der Auswertung die Druckluft-Leckage zu erfassen.
  • Beispielsweise werden die Druckregelungs-Stellsignale zur Ansteuerung der Ventile der Ventilanordnung 11 mit Signalwerten zwischen 0 und 1 bereitgestellt, wobei 0 „Ventil komplett geschlossen“ und 1 „Ventil komplett geöffnet“ bedeutet.
  • Exemplarisch sind die folgenden Druckregelungs-Stellsignale vorhanden: Das erste Druckregelungs-Stellsignal u1 zur Belüftung der ersten Druckkammer 18A und das zweite Druckregelungs-Stellsignal u2 zur Entlüftung der ersten Druckkammer 18A. Sofern der fluidische Aktor 3 doppeltwirkend ist, sind ferner zweckmäßigerweise das dritte Druckregelungs-Stellsignal u3 zur Belüftung der zweiten Druckkammer 18B und das vierte Druckregelungs-Stellsignal u4 zur Entlüftung der zweiten Druckkammer 18B vorhanden.
  • Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis eines, mehrerer oder sämtlicher Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 einen oder mehrere Indikatoren zu berechnen, die anzeigen, wie häufig und/oder wie stark zur Erzielung des vorgegebenen Druck-Sollwerts eine Entlüftung und/oder Belüftung der einen oder mehreren Druckkammern 18 erfolgt.
  • Beispielsweise kann ein solcher Indikator durch Integration und/oder Tiefpassfilterung des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals berechnet werden. Anhand des Indikators kann dann die Druckfluid-Leckage bestimmt werden.
  • Vorzugsweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die Druckfluid-Leckage auf Basis eines Integrals und/oder einer Tiefpassfilterung des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals zu diagnostizieren. Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung ausgebildet, das Integral einer Tiefpassfilterung zu unterziehen und die Leckage auf Basis des tiefpassgefilterten Integrals zu diagnostizieren.
  • Das Integral ist insbesondere ein zeitliches Integral und kann beispielsweise wie folgt berechnet werden: U 1 = t 1 t 2 u 1 d t
    Figure DE102019210600A1_0001
  • Die Tiefpassfilterung kann zweckmäßigerweise wie folgt berechnet werden: U ˜ 1 = T P ( U 1 )
    Figure DE102019210600A1_0002
  • Die vorstehenden Formeln beziehen sich auf das erste Druckregelungs-Stellsignal u1 und gelten bevorzugt in entsprechender Weise für die weiteren Druckregelungs-Stellsignale u2, u3, u4. Es ergibt sich Ũ2 als tiefpassgefiltertes Integral von u2, Ũ3 als tiefpassgefiltertes Integral von u3 und/oder Ũ4 als tiefpassgefiltertes Integral von u4.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist vorzugsweise ausgebildet, die Druckfluid-Leckage auf Basis der mehrerer Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 für die vorgenannten verschiedenen Ventile der Ventilanordnung 11 zu diagnostizieren.
  • Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals oder der mehreren Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 wenigstens eine aus mehreren möglichen Druckfluid-Leckage-Ursachen zu diagnostizieren. Die Diagnoseeinrichtung 30 ist also vorzugsweise ausgebildet, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals oder der mehreren Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 verschiedene Druckfluid-Leckage-Ursachen zu unterscheiden - insbesondere die nachfolgend erläuterte erste Druckfluid-Leckage-Ursache, zweite Druckfluid-Leckage-Ursache und/oder dritte Druckfluid-Leckage-Ursache.
  • Vorzugsweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis des ersten Druckregelungs-Stellsignals u1 die erste Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren. Die erste Druckfluid-Leckage-Ursache ist beispielsweise eine mangelnde Dichtheit der ersten Druckkammer 18A, eine mangelnde Dichtheit der ersten fluidischen Verbindung 41 zwischen dem ersten Druckfluid-Zufuhrventil 31 und der ersten Druckkammer 18A und/oder eine mangelnde Dichtheit des für den Druckfluid-Ablass aus der ersten Druckkammer 18A vorgesehenen ersten Druckfluid-Ablassventils 32.
  • Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die erste Druckfluid-Leckage-Ursache in Ansprechen auf hohe oder zunehmende Werte des Indikators Ũ1 festzustellen, also insbesondere in Ansprechen darauf, dass der Indikator Ũ1 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und/oder dass eine bestimmte Zunahme des Indikators Ũ1 vorliegt.
  • Hohe Werte von Ũ1 und/oder eine Zunahme von Ũ1 im Lauf der Zeit können auf eine Druckfluid-Leckage von der Druckkammer 18A hindeuten (oder auf eine Druckfluid-Leckage an der fluidischen Verbindung 41 zwischen dem ersten Druckfluid-Zufuhrventil 31 und der ersten Druckkammer 18A oder auf eine mangelnde Dichtheit des Druckfluid-Ablassventils 32 im geschlossenen Zustand).
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist insbesondere ausgebildet, auf Basis des zweiten Druckregelungs-Stellsignals u2 eine zweite Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren. Die zweite Druckfluid-Leckage-Ursache umfasst eine mangelnde Dichtheit des für eine Druckfluid-Zufuhr in die erste Druckkammer 18A vorhandenen ersten Druckfluid-Zufuhrventils 31.
  • Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die zweite Druckfluid-Leckage-Ursache in Ansprechen auf hohe oder zunehmende Werte des Indikators Ũ2 festzustellen, also insbesondere in Ansprechen darauf, dass der Indikator Ũ2 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und/oder dass eine bestimmte Zunahme des Indikators Ũ2 vorliegt.
  • Hohe oder zunehmende Werte von Ũ2 lassen auf eine mangelnde Dichtheit des ersten Druckfluid-Zufuhrventils 31 im geschlossenen Zustand schließen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die erste und/oder zweite Druckfluid-Leckage-Ursache in Bezug auf die zweite Druckkammer 18B in entsprechender Weise festzustellen, beispielsweise auf Basis der Indikatoren Ũ3 und/oder Ũ4.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, auf Basis des ersten Druckregelungs-Stellsignals u1 und des vierten Druckregelungs-Stellsignals u4 eine dritte Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren. Die dritte Druckfluid-Leckage-Ursache umfasst eine mangelnde Dichtheit zwischen der ersten Druckkammer 18A und der zweiten Druckkammer 18B.
  • Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die dritte Druckfluid-Leckage-Ursache in Ansprechen auf erhöhte Werte von Ũ1 in Kombination mit erhöhten Werten von Ũ4 festzustellen, also in Ansprechen darauf, dass sowohl Ũ1 als auch Ũ4 einen jeweiligen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen.
  • Treten bei einem doppeltwirkenden fluidischen Aktor 3 erhöhte Werte von Ũ1 und Ũ4 in Kombination auf, so deutet das auf eine interne Leckage hin, also auf eine mangelnde Abdichtung zwischen den Druckkammern 18A, 18B.
  • In Entsprechung gilt dies für den Fall, dass erhöhte Werte von Ũ2 und Ũ3 in Kombination auftreten und die Diagnoseeinrichtung 30 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, diesen Fall zu erkennen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, die Diagnose der Druckfluid-Leckage und/oder die Bestimmung der verschiedenen Druckfluid-Leckage-Ursachen auf Basis von einer oder mehreren Größen durchzuführen, die von einem oder mehreren der vorstehend genannten Indikatoren abgeleitet sind. Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, diese Größe anstelle der Indikatoren Ũ1, Ũ2, Ũ3 und/oder Ũ4 einzusetzen.
  • Die genannten Größen sind insbesondere Differenzen, Verhältnisse und/oder weitere daraus abgeleitete Größen der Indikatoren Ũ1, Ũ2, Ũ3 und/oder Ũ4. Beispielsweise umfassen die genannten Größen: Ũ1-Ũ2, Ũ1/2 und/oder Ũ1/Ũ3. Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung ausgebildet, durch Verwendung einer oder mehrerer der genannten Größen einen Einfluss von anwendungsspezifischen veränderlichen Einsatzbedingungen zu kompensieren und/oder zu minimieren.
  • Die Reglervorrichtung 2, insbesondere die Diagnoseeinrichtung 30, ist zweckmäßigerweise ausgebildet, auf Basis der diagnostizierten Druckfluid-Leckage eine Druckfluid-Leckage-Information zu erzeugen, speichern, auszugeben, insbesondere anzuzeigen, und/oder zu übertragen.
  • Die Druckfluid-Leckage-Information umfasst zweckmäßigerweise die Information, dass Druckfluid-Leckage vorliegt, und/oder die festgestellte Druckfluid-Leckage-Ursache. Ferner kann die Druckfluid-Leckage-Information eine quantitative Angabe über den Umfang oder das Ausmaß der Druckfluid-Leckage umfassen.
  • Die Diagnoseeinrichtung 30 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals und einer Kennlinieninformation der Ventileinrichtung 11 eine durch die Druckfluid-Leckage aus der Druckkammer 18 abgeflossene Druckfluid-Menge zu berechnen. Bei der Kennlinieninformation handelt es sich insbesondere um eine Kennlinieninformation eines (insbesondere mathematischen) Modells.
  • Zweckmäßigerweise stellt die Kennlinieninformation der zur Be- und Entlüftung der Druckkammern 18A, 18B verwendeten Ventile der Ventileinrichtung 11 eine Verknüpfung zwischen Signalwerten der Druckregelungs-Stellsignale, Druckverhältnissen und der durch die Ventile strömenden Luftmenge dar. Die Luftmenge kann dabei beispielsweise die Masse oder ein aus der Masse berechnetes Volumen bei Standardbedingungen sein. Ferner kann die Kennlinieninformation eine Verknüpfung zwischen Signalwerten der Druckregelungs-Stellsignale, Druckverhältnissen und einer durch die Ventile erfolgten Luftmengen-Änderung darstellen. Die Luftmengen-Änderung kann beispielsweise ein Massenfluss oder ein aus dem Massenfluss berechneter Volumenfluss bei Standardbedingungen sein.
  • Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis von der hinterlegten Kennlinieninformation der Ventileinrichtung 11 und auf Basis von gemessenen Druckwerten, beispielsweise mittels der Drucksensoreinrichtung 14, zu berechnen, welche Luftmenge pro Zeiteinheit erforderlich ist, um den vorgegebenen Druck-Sollwert in einer Druckkammer 18 und/oder beiden Druckkammern 18A, 18B zu halten. Die Diagnoseeinrichtung 30 ist insbesondere ausgebildet, eine quantitative Angabe des Ausmaßes der zu kompensierenden Druckfluid-Leckage auszugeben, beispielsweise über eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere in für den Anwender greifbaren Einheiten. Optional ist die Diagnoseeinrichtung 30 ferner ausgebildet, eine Abschätzung der direkten wirtschaftlichen Auswirkungen der Druckfluid-Leckage bereitzustellen. Zweckmäßigerweise misst das fluidische System 10 diesbezüglich keinen Durchfluss.
  • Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, bei der Diagnose der Druckfluid-Leckage einen insbesondere mittels eines Temperatursensors (der beispielsweise Teil der Reglervorrichtung 2 ist) gemessenen Temperaturwert zu berücksichtigen. Der Temperaturwert betrifft insbesondere die Temperatur des Druckfluids in den Druckkammern 18A und/oder 18B. Die Diagnoseeinrichtung 30 ist insbesondere ausgebildet, durch die Berücksichtigung des Temperaturwerts den Einfluss der Temperatur auf die Druckregelungs-Stellsignale u1, u2, u3, u4 herauszurechnen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die von der Diagnoseeinrichtung 30 getroffene Feststellung, dass Druckfluid-Leckage vorliegt (oder dass keine Druckfluid-Leckage vorliegt) durch die Temperatur des Druckfluids verfälscht wird.
  • Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist die Diagnoseeinrichtung 30, insbesondere die Reglervorrichtung 2, ausgebildet, auf Basis der diagnostizierten Druckfluid-Leckage zu prüfen, ob das fluidische System 10 in der Lage ist, eine vorgegebene Anforderung, insbesondere eine anwendungsspezifische Anforderung, zu erfüllen. Die vorgegebene Anforderung ist beispielsweise die Anforderung, dass das Aktorglied 15 des fluidischen Aktors 3 gemäß einer zeitlichen Vorgabe in eine (insbesondere von der übergeordneten Steuerung 1) vorgegebene Soll-Position (zweckmäßigerweise innerhalb vorgegebener Grenzen) versetzt werden kann. Bei fortschreitender Druckfluid-Leckage kann es vorkommen, dass die Einhaltung dieser Anforderung nicht mehr möglich ist.
  • Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis einer zeitlichen Entwicklung der diagnostizierten Druckfluid-Leckage einen Zeitpunkt zu prognostizieren, an dem das fluidische System 10 auf Grund fortschreitender Druckfluid-Leckage nicht mehr in der Lage sein wird, das Aktorglied 15 des fluidischen Aktors 3 in eine vorgegebene Soll-Position zu versetzen.
  • Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung 30 ausgebildet, auf Basis einer zeitlichen Entwicklung der diagnostizierten Druckfluid-Leckage einen Zeitpunkt zu prognostizieren, zu dem das über die Druckfluid-Beaufschlagung der Druckkammer 18 betätigbare Aktorglied 15 des fluidischen Aktors 3 nicht mehr gemäß wenigstens einer vorgegebenen Anforderung in eine Soll-Position versetzt werden kann. Die vorgegebene Anforderung ist beispielsweise eine zeitliche Anforderung, insbesondere eine Mindest-Zeitdauer, innerhalb der das Aktorglied 15 in die Soll-Position zu versetzen ist.
  • Die Reglervorrichtung 2 umfasst exemplarisch ferner eine analoge Stromschnittstelle 8. Die analoge Stromschnittstelle 8 ist zweckmäßigerweise eine 4-20 mA analoge Stromschnittstelle. Die Reglervorrichtung 2 ist exemplarisch ausgebildet, über die analoge Stromschnittstelle 8 einen Positions-Sollwert zu empfangen, insbesondere von der übergeordneten Steuerung 1. Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, über die analoge Stromschnittstelle 8 die für den Betrieb der Reglervorrichtung 2 benötigte Energie zu empfangen. Exemplarisch generiert die Reglervorrichtung 2 die für ihren Betrieb verwendete elektrische Energie aus dem Schnittstellenstrom der analogen Stromschnittstelle 8. Mit der elektrischen Energie aus dem Schnittstellenstrom wird insbesondere die Rechnereinheit 7 sowie die Ventileinrichtung 11, die Positionssensoreinrichtung 12 und/oder die Drucksensoreinrichtung 14 betrieben. Der Schnittstellenstrom wird exemplarisch von der übergeordneten Steuerung 1 bereitgestellt. Die analoge Stromschnittstelle 8 ist zweckmäßigerweise am oder im Gehäuse 6 angeordnet.
  • Die Reglervorrichtung 2 ist vorzugsweise ausgebildet, eine Positionsregelung des Aktorglieds 15 des fluidischen Aktors 3 durchzuführen und von der Positionsregelung zu der Druckregelung des fluidischen Aktors 3 umzuschalten.
  • Exemplarisch stellt die übergeordnete Steuerung 1 der Reglervorrichtung 2 den Positions-Sollwert bereit. Der Positions-Sollwert gibt eine Soll-Position für das Aktorglied 15 vor. Bei der Positionsregelung gibt die Reglervorrichtung 2 auf Basis des Positions-Sollwerts über die Ventilanordnung 11 das Druckfluid an die eine oder mehreren Druckkammern 18 aus, um das Aktorglied 15 in eine durch den Positions-Sollwert bestimmte Stellung zu versetzen und/oder in der durch den Positions-Sollwert bestimmte Stellung zu halten. Die Ausgabe des Druckfluids erfolgt insbesondere auf Basis eines Vergleichs des Positions-Sollwerts mit dem Positions-Istwert des Aktorglieds 15.
  • Zweckmäßigerweise ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass sich das Aktorglied 15 in einen durch den Positions-Sollwert der Positionsregelung vorgegebenen Positions-Zielbereich befindet, eine Druckregelung des Druckfluids auf Basis eines Druck-Sollwerts durchzuführen. Als Druck-Sollwert wird insbesondere derjenige Ist-Druckwert (oder diejenigen Ist-Druckwerte) verwendet, der/die beim Erreichen des Positions-Zielbereichs gegeben sind.
  • Vorzugsweise ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass sich das Aktorglied 15 innerhalb des Positions-Zielbereichs befindet, die Positionsregelung zu deaktivieren.
  • Die Reglervorrichtung 2 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass sich das Aktorglied 15 außerhalb des Positions-Zielbereichs befindet, die Druckregelung zu deaktivieren.
  • Die Reglervorrichtung 2 ist insbesondere ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass sich das Aktorglied 15 in dem Positions-Zielbereich befindet, von der Positionsregelung zu der Druckregelung umzuschalten. Ferner ist die Reglervorrichtung 2 vorzugsweise ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass sich das Aktorglied 15 außerhalb des Positions-Zielbereichs befindet, von der Druckregelung zu der Positionsregelung umzuschalten.
  • Vorzugsweise ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, die vorstehend beschriebene Diagnose der Druckfluid-Leckage auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals abhängig davon durchzuführen, ob die Positionsregelung oder die Druckregelung vorliegt. Insbesondere ist die Reglervorrichtung 2 ausgebildet, die Diagnose der Druckfluid-Leckage durchzuführen, wenn die Druckregelung vorliegt und die Diagnose nicht durchzuführen, wenn die Positionsregelung vorliegt.
  • Es sei angemerkt, dass das vorstehend beschriebene fluidische System 10 eine rein exemplarische Anwendung der Diagnoseeinrichtung 30 darstellt. Zweckmäßigerweise kann die Diagnoseeinrichtung 30 zur Regelung eines Aktorglieds eines anderen fluidischen, insbesondere pneumatischen, Aktors eingesetzt werden, beispielsweise zur Regelung des Kolbens eines Antriebszylinders. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung wird eine Anordnung aus der Reglervorrichtung 2 und einem Antriebszylinder bereitgestellt, wobei die Reglervorrichtung 2 ausgebildet ist, eine Regelung des Kolbens des Antriebszylinders durchzuführen.

Claims (16)

  1. Diagnoseeinrichtung (30) zur Diagnose von Druckfluid-Leckage aus wenigstens einer mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Druckkammer (18), wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, die Druckfluid-Leckage auf Basis wenigstens eines Druckregelungs-Stellsignals (u1, u2, u3, u4) für die Ansteuerung einer für eine Druckregelung der Druckkammer (18A, 18B) vorgesehenen Ventilanordnung (11) zu diagnostizieren.
  2. Diagnoseeinrichtung (30) nach Anspruch 1, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, die Druckfluid-Leckage auf Basis eines Integrals und/oder einer Tiefpassfilterung des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals (u1, u2, u3, u4) zu diagnostizieren.
  3. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, die Druckfluid-Leckage auf Basis mehrerer Druckregelungs-Stellsignale (u1, u2, u3, u4) für verschiedene Ventile der Ventilanordnung (11) zu diagnostizieren.
  4. Diagnosevorrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals (u1, u2, u3, u4) wenigstens eine aus mehreren möglichen Druckfluid-Leckage-Ursachen zu diagnostizieren.
  5. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal ein erstes Druckregelungs-Stellsignal (u1) für die Ansteuerung eines für eine Druckfluid-Zufuhr in eine erste Druckkammer (18A) vorgesehenen ersten Druckfluid-Zufuhrventils (31) umfasst.
  6. Diagnoseeinrichtung (30) nach Anspruch 5, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des ersten Druckregelungs-Stellsignals (u1) eine erste Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren, die eine mangelnde Dichtheit der ersten Druckkammer (18A), eine mangelnde Dichtheit einer ersten fluidischen Verbindung (41) zwischen dem ersten Druckfluid-Zufuhrventil (31) und der ersten Druckkammer (18A) und/oder eine mangelnde Dichtheit eines für einen Druckfluid-Ablass aus der ersten Druckkammer (18A) vorgesehenen ersten Druckfluid-Ablassventils (32) umfasst.
  7. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal ein zweites Druckregelungs-Stellsignal (u2) für die Ansteuerung eines/des für den Druckfluid-Ablass aus einer/der ersten Druckkammer (18A) vorgesehenen ersten Druckfluid-Ablassventils (32) umfasst.
  8. Diagnoseeinrichtung (30) nach Anspruch 7, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des zweiten Druckregelungs-Stellsignals (u2) eine zweite Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren, die eine mangelnde Dichtheit eines/des für eine Druckfluid-Zufuhr in die erste Druckkammer (18A) vorgesehenen ersten Druckfluid-Zufuhrventils (31) umfasst.
  9. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das wenigstens eine Druckregelungs-Stellsignal ein viertes Druckregelungs-Stellsignal (u4) für die Ansteuerung eines für einen Druckfluid-Ablass aus einer zweiten Druckkammer (18B) vorgesehenen zweiten Druckfluid-Ablassventils (34) umfasst.
  10. Diagnoseeinrichtung (30) nach Anspruch 9, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des ersten Druckregelungs-Stellsignals (u1) und des vierten Druckregelungs-Stellsignals (u4) eine dritte Druckfluid-Leckage-Ursache zu diagnostizieren, wobei die dritte Druckfluid-Leckage-Ursache eine mangelnde Dichtheit zwischen der ersten Druckkammer (18A) und der zweiten Druckkammer (18B) umfasst.
  11. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des wenigstens einen Druckregelungs-Stellsignals und einer Kennlinieninformation der Ventileinrichtung (11) eine durch die Druckfluid-Leckage aus der Druckkammer abgeflossene Druckfluid-Menge zu berechnen.
  12. Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis einer zeitlichen Entwicklung der diagnostizierten Druckfluid-Leckage einen Zeitpunkt zu prognostizieren, zu dem ein über eine Druckfluid-Beaufschlagung der Druckkammer (18) betätigbares Aktorglied (15) eines fluidischen Aktors (3) nicht mehr gemäß wenigstens einer vorgegebenen Anforderung in eine vorgegebene Soll-Position versetzt werden kann.
  13. Reglervorrichtung (2), umfassend eine Diagnoseeinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche und die Ventilanordnung (11), wobei die Reglervorrichtung (2) ausgebildet ist, die Druckregelung durchzuführen und im Rahmen der Druckregelung das wenigstens eine elektrische Druckregelungs-Stellsignal bereitzustellen.
  14. Reglervorrichtung (2) nach Anspruch 13, wobei die Reglervorrichtung (2) ausgebildet ist, eine Positionsregelung eines Aktorglieds (15) eines fluidischen Aktors (3) durchzuführen und von der Positionsregelung zu der Druckregelung des fluidischen Aktors (3) umzuschalten.
  15. Fluidisches System (10) umfassend eine Reglervorrichtung (3) nach Anspruch 13 oder 14 und einen/den fluidischen Aktor (3), wobei die Reglervorrichtung (2) ausgebildet ist, eine Druckregelung des fluidischen Aktors (3) durchzuführen und im Rahmen der Druckregelung wenigstens ein elektrisches Druckregelungs-Stellsignal für die Ansteuerung der Ventilanordnung (11) bereitzustellen, und die Diagnoseeinrichtung (30) ausgebildet ist, auf Basis des wenigstens einen elektrischen Druckregelungs-Stellsignals die Druckfluid-Leckage zu diagnostizieren.
  16. Verfahren zur Diagnose von Druckfluid-Leckage aus einer mit Druckfluid beaufschlagbaren Druckkammer (18), umfassend den Schritt: Diagnostizieren der Druckfluid-Leckage auf Basis wenigstens eines elektrischen Druckregelungs-Stellsignals für die Ansteuerung einer für eine Druckregelung der Druckkammer vorgesehenen Ventilanordnung (11).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652372A1 (de) * 1996-12-17 1998-06-18 Zinser Textilmaschinen Gmbh Pneumatische Belastungsvorrichtung eines Streckwerkes in einer Spinnmaschine
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652372A1 (de) * 1996-12-17 1998-06-18 Zinser Textilmaschinen Gmbh Pneumatische Belastungsvorrichtung eines Streckwerkes in einer Spinnmaschine
US20030208305A1 (en) * 2002-05-03 2003-11-06 Junk Kenneth W. Method and apparatus for performing diagnostics in a control loop of a control valve

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