DE202005022101U1

DE202005022101U1 - Ventilbetätiger mit omnidirektionaler mobiler und drahtloser Fernkommunikation

Info

Publication number: DE202005022101U1
Application number: DE202005022101U
Authority: DE
Original assignee: Biffi Italia SRL
Current assignee: Biffi Italia SRL
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2015-09-24
Also published as: US20060082469A1; ES2400685T3; US8047504B2; ITPR20040016U1; US7559529B2; US20090256090A1; EP1647751B1; EP1647751A1

Abstract

Ventilbetätiger mit omnidirektionaler, mobiler und temporärer Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Gruppe von Sensoren (2) zum Erfassen der internen Parameter des Betätigers, eine Steuerung (3) zum Aufzeichnen und Speichern der Parameter und der von dem Betätiger durchgeführten Operationen, ein Drahtlosmodul (5) zum temporären und omnidirektionalen Verbinden des Betätigers mit einem PDA (Personal Data Assistant) oder einem PC (pocket PC) (6), der die Betätigung desselben steuert, wobei das Drahtlosmodul (5) des Weiteren Herunterladen der in einer Steuerung (3) gespeicherten gesammelten Daten zur Analyse und zum Erzeugen einer Frühdiagnose von etwaigem Ausfall und/oder Ineffizienz des Betätigers zulässt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilbetätiger mit omnidirektionaler mobiler und drahtloser Fernkommunikation.
Der Betätiger dient dazu, Ventile unter Verwendung eines Motors zu steuern, der seinerseits durch die Steuerung in dem Betätiger gesteuert wird.
Diese Betätiger werden verbreitet dort eingesetzt, wo Gas- oder Flüssigkeitsströme gesteuert werden müssen, d. h. in der Wärme- und Meerestechnik, in der Öl-, der Chemie- sowie der Lebensmittelindustrie sowie auf zahlreichen weiteren Gebieten.
Derartige Betätiger bestehen im Allgemeinen aus einer Ausgangswelle, die von einem Umkehrmotor über ein Zahnradsystem angetrieben wird, d. h. Zahnräder, die es ermöglichen, die Welle in beiden Richtungen zu drehen.
Diese Betätiger machen es erforderlich, dass der Öffnungsgrad des Ventils zu jeder beliebigen Zeit bekannt ist, um die darauf basierende Wellendrehung ordnungsgemäß zu steuern.
Des Weiteren müssen alle Informationen, die für eine unmittelbare Diagnose des Funktionszustandes sowie des Verschleißes des Betätigers erforderlich sind, von dieser abgerufen werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuerungs-und-Überwachungs-System über eine Drahtlos-Schnittstelle nutzt.
Der Begriff ”Drahtlos-System” betrifft hier eine Kommunikations-und-Überwachungs-Technik sowie eine Anzahl von Steuerungssystemen, bei denen Signale ohne Übertragungsleitungen oder Kabel durch den Raum übertragen werden.
Bei einem Drahtlos-System wird hauptsächlich Funkübertragung eingesetzt.
Das Vorhandensein eines in einen Betätiger integrierten Kommunikations-und-Steuerungs-Systems ermöglicht es, Daten und Befehle berührungslos und weitgehend omnidirektional zwischen dem elektrischen Betätiger und einem PDA (Personal Data Assistant) oder einem Personal Computer (pocket PC) zu übertragen.
Diese Art Übertragung wird nicht durch feststehende Hindernisse beeinflusst, die optische Sichtbarkeit verhindern können.
Daher können Verbindungen zwischen Systemen über einen Bereich von ungefähr zehn Metern hergestellt werden, so dass die Betätigungsperson in einem erheblichen Abstand zu der Betätigungsvorrichtung sicher über einen PDA (Personal Data Assistant) oder PC (pocket PC) sicher betätigen kann.
Dadurch kann sich der Betätiger auch in unzugänglichen oder gefährlichen Bereichen befinden, beispielsweise in Bereichen, die explosive Gase oder entzündliche Flüssigkeiten enthalten.
Wenn sich der Gefahrenbereich über eine Reichweite erstreckt, die größer ist als die des relevanten Systems, d. h. mehr als 10 Meter, ermöglicht es der Einsatz eines ausfallsicheren PDA (Personal Data Assistant) der Betätigungsperson, mit dem Betätiger auch in dem Gefahrenbereich zu kommunizieren.
Die Verbindungssicherheit hängt von dem für die drahtlose Verbindung verwendeten Protokoll ab.
Die drahtlose Verbindung zwischen dem Betätiger und dem PDA (Personal Data Assistant) oder PC (pocket PC) kann hergestellt werden, indem der Betätiger mit einem Funkfrequenz-Sendeempfänger, wie beispielsweise mittels Bluetooth oder WI-FI, ausgestattet wird.
Ein eindeutiger Identifizierungscode wird an jeder Drahtlos-Kommunikationsposition bzw. jedem Knoten bereitgestellt, wobei der Code nur für diesen Knoten gilt, so dass jegliche Gefahr von Interferenz oder fehlerhafter Befehlsübertragung umgangen wird.
Wenn die Verbindung zwischen dem PDA (Personal Data Assistant) und dem Betätiger hergestellt ist, können die folgenden Funktionen durchgeführt werden:

• Konfigurieren der Betriebsparameter des Betätigers;
• Anzeigen des Status des Betätigers mit Alarm- und Voralarmdiagnostik;
• Senden von Befehlen zur Ausführung von funktionellen Tests;
• Lesen der in dem Betätiger gespeicherten Nenngrößen (rating) des Betätigers;
• Lesen von Wartungs- und Statistikdaten des Betätigers;
• Aktualisieren der Firmware für den den Betätiger steuernden Mikroprozessor.

Eine Steuerung ist an der Betätigungsvorrichtung installiert, wobei deren Software in der Lage ist, die oben aufgeführten Funktionen zu erfüllen und des Weiteren die gesammelten Daten zu speichern und sie chronologisch zu ordnen, so dass sie von einem PDA (Personal Data Assistant) gelesen werden können.
Die Möglichkeit, eine mobile und temporäre Verbindung mit dem Betätiger herzustellen, schafft erhebliche Vorteile für das Abrufen statistischer oder diagnostischer Daten, die von einem entfernten Computer verwendet und analysiert werden, um so Regeln für vorausschauende Instandhaltung zu erstellen.
Daten werden von der Steuerung des Betätigers gesammelt und in dem Festspeicher gespeichert.
Die Betätigungsperson kann, wenn erforderlich, diese Daten herunterladen, jedoch ist kein Herunterladen in Echtzeit erforderlich, da Daten von dem Betätiger gespeichert werden.
Wenn die Daten von dem Betätiger in den PDA (Personal Data Assistant) heruntergeladen worden sind, können sie zur Analyse zu einem entfernten Computer übertragen werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es durch Übertragen von Daten über PDA (Personal Data Assistant) oder PC (pocket PC) nicht notwendig ist, große Mengen an Daten über einen Bus zu übertragen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Betätiger zu schaffen, der temporär, omnidirektional und sicher mit einem PDA (Personal Data Assistant) oder einem PC (pocket PC) kommunizieren kann, um die Erfüllung von Funktionen sowie das Abrufen diagnostischer und funktioneller Daten zur späteren Verarbeitung und Erzeugung von Regeln für vorausschauende Instandhaltung zu ermöglichen.
Einer der Vorteile eines Betätigers mit mobiler Kommunikation besteht darin, dass er ermöglicht, dass die Bedienungsperson in einem Abstand zu dem Arbeitsbereich bleibt, insbesondere wenn der Bereich ein Gefahrenbereich ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Analyse und frühe Diagnose ermöglicht werden, indem die internen Daten des Betätigers gesammelt werden und so etwaiger Ausfall und/oder Ineffizienz des Betätigers vorhergesehen werden können.
Diese Aufgaben und Vorteile werden sämtlich mit dem Ventilbetätiger mit mobiler und temporärer Fernkommunikation der vorliegenden Erfindung erbracht, der durch die beigefügten Ansprüche gekennzeichnet ist.
Diese und andere kennzeichnenden Eigenschaften werden aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen ersichtlich, die als Beispiel und ohne Beschränkung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei:
1 ein Blockschaltbild des Betätigers gemäß der vorliegenden Erfindung ist, in den die Drahtlos-Kommunikation integriert ist.
In der Figur kennzeichnet 1 die Baugruppe von Komponenten, die mit dem üblichen mechanischen Teil eines Ventilbetätigers zusammenhängen, d. h. ein Gehäuse, das eine Scheibe trägt, die auf den Bolzen des zu betätigenden Ventils aufgesetzt ist.
Darüber hinaus sind Betätiger bekannt, die statt dessen einen Bolzen haben, der in einen entsprechenden Flansch des Ventils eingesetzt ist.
Die Baugruppe 1 besteht, wie unter erneuter Bezugnahme auf die Beschreibung von 1 ersichtlich wird, aus einer Gruppe von Sensoren 2, die Positions-, Drehmoment-, Temperatur-, Spannungs-, Strom- und Geschwindigkeitssensoren enthält, wobei Informationen über den Betätiger von der Gruppe von Sensoren 2 gesendet und in einer Steuerung 3 gespeichert werden.
Diese Steuerung 3 kann eine Vielzahl von Funktionen erfüllen, d. h. Datenerfassung, Echtzeittakt, Speicherung, Drehmomentkurven-Aufzeichnung usw.
Steuerinformationen gelangen auch durch die Steuerung 3 und werden zu einem Antrieb 4 übertragen, um das durch den Betätiger gesteuerte Ventil zu öffnen und zu schließen, wobei durch diese Signale der Motor der Scheibe oder der Ausgangswelle des Betätigers betätigt wird.
Die Baugruppe 1 enthält des Weiteren ein Drahtlosmodul 5, das in dem Funkfrequenzbereich arbeitet, der von dem PDA (Personal Data Assistant) oder PC (pocket PC) verwendet wird.
Das Vorhandensein des Drahtlosmoduls kennzeichnet den Betätiger, der so innerhalb des Funktionsbereiches des Moduls 5 von einem PC (pocket PC) oder PDA (Personal Data Assistant) 6 ferngesteuert werden kann, der selbst mit einer entsprechenden Drahtloskommunikations-Vorrichtung 6a ausgestattet ist.
Aufgrund dieses Drahtlosmoduls 5 kann die Bedienungsperson nicht nur den Betätiger steuern, sondern sie kann, wenn sie die Position erreicht hat und einen oder mehrere Code/s zum Zugreifen auf den Betätiger eingegeben hat, die in der Zwischenzeit durch die Steuerung 3 gespeicherten Informationen herunterladen und sie zu einem späteren Zeitpunkt zur Analyse des Status des Betätigers nutzen, sie kann den Funktionsstatus des Betätigers für die Zukunft vorhersagen und sofort etwaige Abweichungen korrigieren, die ihn möglicherweise dauerhaft schädigen.
Daher ermöglichen es diese Vorgänge, jederzeit über den Status des Betätigers informiert zu sein, auch wenn Daten selten von der Bedienungsperson abgerufen werden.
Als Beispiel dafür, was mit dem erfindungsgemäßen Betätiger mit einer mobilen und omnidirektionalen Verbindung möglich ist, ohne dass sich die Bedienungsperson in besonders gefährliche Bereiche begeben muss und permanent anwesend sein muss, dient die folgende Liste von Funktionen:

• Konfigurieren der Betriebsparameter des Betätigers;
• Anzeigen des Status des Betätigers mit Alarm- und Voralarmdiagnostik;
• Senden von Befehlen zur Ausführung von funktionellen Tests;
• Senden von Befehlen zur Betätigung des Ventilschaftes;
• Lesen der in dem Betätiger gespeicherten Nenngrößen des Betätigers;
• Lesen der Wartungs- und Statistikdaten des Betätigers;
• Aktualisieren der Firmware für den den Betätiger steuernden Mikroprozessor.

Das Drahtlosmodul arbeitet in dem Funkfrequenzbereich, so dass es sich dadurch auszeichnet, dass eine omnidirektionale, temporäre und mobile Kommunikation möglich ist, so dass der PC (pocket PC) 6 nicht mehr steuern und Daten von dem Betätiger herunterladen kann, wenn er den Funktionsbereich des Drahtlosmoduls 5 verlässt.

Claims

Ventilbetätiger mit omnidirektionaler, mobiler und temporärer Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Gruppe von Sensoren (2) zum Erfassen der internen Parameter des Betätigers, eine Steuerung (3) zum Aufzeichnen und Speichern der Parameter und der von dem Betätiger durchgeführten Operationen, ein Drahtlosmodul (5) zum temporären und omnidirektionalen Verbinden des Betätigers mit einem PDA (Personal Data Assistant) oder einem PC (pocket PC) (6), der die Betätigung desselben steuert, wobei das Drahtlosmodul (5) des Weiteren Herunterladen der in einer Steuerung (3) gespeicherten gesammelten Daten zur Analyse und zum Erzeugen einer Frühdiagnose von etwaigem Ausfall und/oder Ineffizienz des Betätigers zulässt.
Ventilbetätiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) einen Identifikationscode bereitstellt, der die Eröffnung einer Drahtloskommunikation (5) mit dem PDA (Personal Data Assistant) oder dem PC (pocket PC) (6) ermöglicht und gleichzeitig eine Interferenz mit anderen Betätiger in der Nähe vermeidet.
Ventilbetätiger nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendeempfänger und der PC (pocket PC) (6) oder PDA (Personal Data Assistant) nur verbunden werden können, wenn sie sich innerhalb der Signalzone des Sendeempfängers befinden.
Ventilbetätiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) Statistik- oder Diagnostikdaten sammelt und speichert, wenn keine Kommunikation mit dem PDA (Personal Data Assistant) oder dem PC (pocket PC) durch das Drahtlossystem (5) möglich ist.
Ventilbetätiger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass, sobald die Verbindung zwischen dem Drahtlosmodul (5) und dem PDA (Personal Data Assistant) oder dem PC (pocket PC) (6) der Betätigungsperson eingerichtet ist, die nachfolgenden Operationen durchgeführt werden können: I. Konfigurieren der Betriebsparameter des Betätigers; II. Anzeigen des Status des Betätigers mit Alarm- und Voralarmdiagnostik; III. Senden von Befehlen zur Ausführung von funktionellen Tests; IV. Senden von Befehlen zur Betätigung des Ventilschaftes; V. Lesen der in dem Betätiger gespeicherten Nenngrößen des Betätigers; VI. Lesen der Wartungs- und Statistikdaten des Betätigers; VII. Aktualisieren der Firmware für den den Betätiger steuernden Mikroprozessor.
Ventilbetätiger nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der PDA (Personal Data Assistant) oder der PC (pocket PC) (6) mit entsprechenden Sendeempfangsmodulen (6a) zum Einrichten der omnidirektionalen Drahtlosfernverbindung ausgestattet ist.