DE2836508C3 - Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems bei an einem bzw. gleichzeitig an mehreren Prüflingen, insbesondere Konststoffrohrabschnitten, erfolgenden Dauerbelastungsprüfungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems bei an einem bzw. gleichzeitig an mehreren Prüflingen, insbesondere Kunststoffrohrabschnitten, erfolgenden Dauerbelastungsprüfungen mit annähernd gleichem Druck in Abhängigkeit des Prüflingsverhaltens und der jeweils bereits abgelaufenen Prüfzeit, wobei die gesamte Prüfzeit in Abhängigkeit der auftretenden Fehlerhäufigkeit veränderbar ist.

Es wird bei den vorgenannten Dauerbelastungsprüfungen davon ausgegangen, daß die Prüflinge über eine sehr lange Zeit einem nahezu gleichen Druck ausgesetzt werden. Man geht neuerdings davon aus, daß bei Nichtauftreten von Brüchen an Prüflingen innerhalb einer bestimmten Zeit, welche die ursprünglichen Prüfdauer wesentlich unterschreitet die Gesamtprüfdauer auch dementsprechend geringer sein kann, als bei Auftreten von Brüchen vor Ablauf der Gesamtprüfdauer. Demnach wäre es zweckmäßig, bei jedem Bruch während einer Parallelprüfung die Gesamtprüfdauer immer wieder zu verlängern. Insgesamt würde man dann bei ruter Qualität der Prüflinge und nur geringer Anzahl von Brüchen bzw. bei fehlerlosem Verhalten viel Prüfzeit sparen. Bislang hat man keine einfache Handhabung für solche Dauerbelastungsprüfungen, insbesondere keinen vollautomatisch gesteuerten Ablauf gehabt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu bilden, mittels djm eine vollautomatische Steuerung eines Druckregulierungssystems und eines Prüfungsverlaufes möglich wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß mittels zumindest eines den oberen und den unteren, voreingestellten Druckwtrt für die Dauerprüfung eines bzw. mehrerer Prüflinge feststellendes Mittel eine jeweils erforderliche Druckerhöhung auf den eingestellten Wert festgestellt wird und in gleichen Zeitabschnitten die Anzahl von einer zentralen Steuerung für die Druckerhaltung abgegebenen Steuerimpulse von entsprechenden Zählmitteln bestimmt werden und weiterhin in Abhängigkeit einer von der zentralen Steuerung festgestellten, bestimmten Anzahl von Steuerimpulsen je Zeitabschnitt, die zur Erhaltung des vorbestimmten Druckes im Prüfling notwendig sind, die zentrale Steuerung zur Feststellung eines schadhaften Prüflings zuerst mittels entsprechendem Schließen und öffnen der den Prüflingen zugeordneten Ventile auf Einzelprüfung und anschließend nach Feststellung und Kennzeichnung des schadhaften Prüflings auf Fortsetzung der Parallelprüfung ohne schadhaften Prüfling für die Dauer einer in Abhängigkeit der bereits abgelaufenen Prüfzeit und der Anzahl ausgefallener Prüflinge von der Steuerung neu bestimmten Gesamtprüfzeit umgeschaltet wird.

Auf diese Weise wird es möglich, mittels einer zentralen Steuerung nicht nur eine einfache, gleichmäßige Druckregulierung auf einem vorbestimmten Wert in den Prüflingen vorzunehmen, sondern auch mittels der zentralen Steuerung selbsttätig schadhafte Prüflinge festzustellen und selbsttätig die Vorbedingungen für die weiterhin durchzuführende Dauerprüfung festzulegen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der zentralen Steuerung ein über einen Umsetzer die

Befehle aufnehmender und anhand vorgegebener Daten verarbeitender, die neue Gesamtprüfzeit festlegender Mikrorechner vorgesehen.

Durch die Ausnutzung integrierter, elektronischer Bausteine eines Mikrorechners ist d:e zusätzlich notwendige Steuerung einfach und billig auslegbar. Außerdem können auch nachträglich zusätzliche Bedingungen gestellt und weitere Daten zu weiteren Befehlen verarbeitet werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die erste Umschaltung auf Einzelprüfung erst nach einer einmalig zuerst festgestellten höheren Anzahl von durch die zentrale Steuerung abgegebenen Impulsen je Zeitabschnitt durch die zentrale Steuerung veranlaßbar.

Hierdurch ist sichergestellt, daß die bei Anfang der Dauerbelastungsprüfung auftretende Anfangsausdehnung des Prüflings nicht zu einer Umschaltung und somit nicht zu einer nicht erforderlichen Überprüfung der einzelnen Prüflinge führt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die den Prüflingen zugeführten, regelmäßigen und gleichen Druckerhöhungen von einem Kontaktmanometer überwacht und bei Oberschreiten des Druckes um einen bestimmten, vorgegebenen, oberhalb der oberen Grenze des gewünschten Dauerwertes liegenden und an einem Kontaktpunkt des Kontaktmanometers festgestellten Wert, der Druck unter Zuhilfenahme der Steuerung beschleunigt auf den unteren Sollwert des gewünschten Dauerwertes der Dauerprüfung abgelassen.

Auf diese Weise ist es möglich. Störungen, die durch Verschmutzung in den Zufuhr- bzw. Abfuhrwegen für das Medium auftreten können, selbsttätig zu beseitigen. Solche Vorgänge können mehrfach hintereinander stattfinden, wodurch die Sicherheit zur Störungsbeseitigung erhöht wird. Es können nämlich solche Verschmutzungen derart sein, daß mehrere solche Vorgänge nacheinander notwendig sind. Die Wiederholung erfolgt dann so lange, bis wiederum der normale obere, festgelegte Grenzwert für den Druck eingehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind zur Erhöhung der Regelgenauigkeit am Kontaktmanometer mehrere von der Steuerung erfaßbare Meßpunkte vorgesehen.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine ausreichende Genauigkeit, auch bei Überlaufen von Kontakten sichergestellt ist.

Anhand der Darstellungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In der F i g. 1 ist die Anordnung für die Dauerprüfung mehrerer bzw. einzelner Prüflinge schematisch dargestellt.

Aus der Fig. 2 geht hervor, wie die Anzahl der Impulse sich im Verhältnis zur Zeit darstellen lassen.

Die F i g. 3 dient zur Erläuterung des erfindungsgemä-Ben Verfahrens anhand eines Diagrammes, in dem der Druck im Verhältnis zur Zeit wiedergegeben ist. Aus diesem Diagramm ist auch ersichtlich, wie bei Überschreiten bestimmter höherer Spannungsschwellen ein schnelles Ablassen des Mediums steuerbar ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Sfnis..r.g ist mit integrierten, elektronischen Schaltkreisen und mit einem Mikrorechner ausgestattet. Der Mikrorechner sorgt in Abhängigkeit eimpfahgener Informationen und gespeicherter Informationen für die Erzeugung von Befehlen, die für die Steuerung der für die Druckerhöhung in den Prüflingen vorgesehenen Mittel, beispielsweise Magnetventile, und für eine zentrale Luft-/Wasserpumpe notwendig sind.

Bei den durchgeführten Dauerbelastungsprüfungen ist davon ausgegangen, daß. wenn kein Prüfling während eines Prüfvorganges bis zu einer bestimmten Zeit, beispielsweise 60 Stunden, aasfällt, der Versuch als beendet betrachtet werden kann. Je nach dem, ob aber ein Prüfling nach einer bestimmten Zeit bzw. mehrere Prüflinge nach einer anderen vorbestimmten Zeit ausfällt bzw. ausfallen, muß von der zentralen Steuerung unter Zuhilfenahme des Mikrorechners eine neu festzulegende Gesamtprüfzeit bestimmt werden. Es ist klar, daß die Prüfzeit umso langer ist, je mehr Prüflinge innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach Anfang der betreffenden Dauerprüfung zum Ausfall kommen. Dies bedeutet also, daß bei jedem Ausfallen eines Prüflings festgestellt werden muß, wieviel Prüfzeit bereits abgelaufen ist und wieviele Prüflinge ?u diesem Zeitpunkt bereits zum Ausfall gekommen sind. Aufgrund der weiterhin bekannten, laufenden Gesamtprüfzeit muß dann die neu festzulegende Prüfzeu bestimmt werden. Aber nicht nur die Prüfzeit muß festgelegt werden, sondern auch, welcher bzw. welche Prüflinge schadhaft sind. Zu diesem Zwecke muß die zentrale Steuerung beliebig von Mehrfachprüfung auf Einzelprü fung und umgekehrt umschalten können. Einmal ais schadhaft festgestellte Prüflinge dürfen in der Mehrfachprüfung nicht mehr aufgenommen werden. Sie müssen deshalb während des Prüfungsablaufes als derart zentral gekennzeichnet werden. Die Ventile der entsprechenden Prüflinge müssen dem Zustand des Prüflings entsprechen und der Mehrfach- bzw. Einzelprüfung entsprechend steuerbar sein.

Der zentralen Steuerung ist, wie vorstehend bereits erwähnt, zur Durchführung der Steuervorgänge nicht nur ein Mikrorechner sondern sind weiterhin auch noch Zählschaltmittel und Speicherschaltmittel zugeordnet. Der Mikrorechner dient zur Verarbeitung eingehender Informationen in Abhängigkeit gespeicherter Informationen. Die Zähler dienen im wesentlichen zur Abzählung der Anzahl der Impulse je Zeitabschnitt, während die Speicherschaltmitte! sowohl zur Speicherung erarbeiteter Informationen, beispielsweise eingehender Impuke (nach jedem Zeitabschnitt kann dann der zugeordnete Speicher wieder gelöscht werden) und aber auch zur Speicherung von Kennzeichnungen und Adressen schadhafter Prüflinge, um zur Einsparung an Arbeitszeit ein nicht erforderliches Ansteuern solcher Prüflinge während Mehrfach- und Einzelprüfungen zu vermeiden.

Für die entsprechende Zusammenarbeit der der zentralen Steuerung zugeordneten Einrichtungen ist eine entsprechende Zusammenschaltung notwendig, welche aus der Fig. 1 hervorgeht. Die 'n der Fig. 1 angegebenen Pfeile geben jeweils die Richtung des Informationsaustausches an. Die von der zentralen Steuerung ESf ausgehenden Pfeile geben an, von weichen Mitteln, z. B. Ventile, Kontaktmanometer, die zentrale Steuerung Informationen erhäk bzw. zu welchen sie Befehle abgibt. Alle Informationen, die in die zentrale Steuerung eingehen und alle Befehle, die abgegeben werden, müssen entsprechend umgesetzt werden, weshalb also dem Mikrorechner CPU zumindest ein Umsetzer UM 1 vorgeschaltet und gegebenenfalls ein weiterer Umsetzer UM2 nachgeschaltet ist. Unter bestimmten Voraussetzungen können beide Umsetzer kombiniert werden.

Anhand der Fig.2 ist gezeigt, wie die Anzahl der Impulse der zentralen Steuerung sich im Verhältnis zur

Zeit darstellen lassen. Aus dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm geht hervor, daß die erste Erhöhung der Anzahl der Impulse je Zeiteinheit beispielsweise 50% beträgt und die zweite Spitze in einem zweiten Zeitabschnitt auftritt, aber nur 30% beträgt. Die erste Spitze kann dadurch auftreten, daß der Prüfling nach der Anfangsdruckerhöhung eine größere Ausdehnung erfährt. Dies ist für die Prüfung von Kunststoffrohren normal. Nur die zweite entsprechende Dehnung, d. h. Erhöhung der Anzahl der Impulse je Zeitabschnitt, tritt in der Regel dann auf, wenn ein Bruch droht. Dies bedeutet, daß nur die zweite und gegebenenfalls nachfolgende Spitze der Anzahl der Impulse je Zeiteinheit kritisch ist. Überschreitet die Anzahl der Impulse je Zeiteinheit einen bestimmten Wert, beispielsweise 30%, so bedeutet dies, daß mit Sicherheit ein Bruch in einem Prüfling aufgetreten ist und ein Nachregulieren des Druckes innerhalb eines normalen Zeitabschnittes nicht mehr möglich ist. Eine solche Erhöhung wird durch Vergleich des gezählten Wertes des Zählers Z1 mit einem vorgegebenen, aus dem Wert des Druckes für die Dauerprüfung festgelegt, bestimmt. Ist dies der Fall, so wird von dem Zähler Z ein Impuls abgegeben, der dazu führt, daß über den Mikrorechner CPU em Befehl zur Umsteuerung von Mehrfachprüfung auf Einzelprüfung gegeben wird.

Infolge dieses Befehles werden bis auf das erste Ventil Vl alle anderen Ventile geschlossen. Auf diese Weise können dann nacheinander alle Prüflinge durch entsprechendes Öffnen und Schließen von Ventilen geprüft werden. Die festgestellten, schadhaften Prüflinge, die ebenfalls mit der gleichen Methode der Zählung der Impulse je Zeiteinheit bei vorgegebenem Dauerdruck bestimmt werden, werden durch Aufnahme einer besonderen Kennzeichnung und der Adresse des Prüflings in einem Speicher der zentralen Steuerung ESi gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung dient dazu, um nach festgestelltem Bruch zu verhindern, daß diese Ventile bei der Mehrfachprüfung bzw. bei einer nachfolgenden Einzelprüfung nochmals am Prüfsystem angeschaltet werden. Die entsprechenden Ventile dieser Prüflinge dürfen also während des Ablaufes weiterer Prüfvorgänge nicht mehr geöffnet werden. Erst bei abgeschlossener Gesamtprüfung erfolgt die öffnung, um auf diese Weise dann alle Prüfanschlüsse wieder freizugeben.

Das Magnetventil V und die Luft-/Wasserpumpe P der Prüfanordnung sorgen für die Zuführung von Medium zu den Prüflingen, deren Ventile geöffnet sind. Die Parallelprüfung läuft für die von der zentralen Steuerung angegebene Gesamtprüfzeit, welche sich in Abhängigkeit der bereits abgelaufenen Prüfzeit und der festgestellten, schadhaften Prüflinge feststellen läßt. Auf diese Weise ist die Gesamtprüfzeit den Erfordernissen entsprechend veränderbar.

In der Fig.3 ist ein Diagramm angegeben, aus dem das Verhältnis Druck zur Zeit entnehmbar ist. Für die Messung des für die Dauerprüfung festgelegten Druckes ist ein Kontaktmanomter M vorgesehen, der zumindest zwei Meßpunkte Sl und S2 hat. Bei einem ω Kontaktmanometer sind dies einfache, z. B. photoelektrische Kontakte, die bei Über- bzw. Unterschreiten des festgelegten Druckes betätigbar sind. Da diese Kontakte eine gewisse Ansprechschwelle haben ergeben sich für den gleichen Kontakt bei Ansteigen des Druckes und b5 bei Abnahme des Druckes geringe .Spannungsunterschiede, was eine bessere Erklärungsmöglichkeit für den Gesamtablauf gibt. Von dieser Tatsache ist in der F1 g. 3 im Diagramm Gebrauch gemacht und dementsprechend ist der Druck bei Schließen des Kontaktes bei Überschreiten der vorgegebenen Spannungsgrenze mit Po und der Druck bei Unterschreiten der vorgegebenen Spannungsgrenze mit Pu angegeben. Wenn man dies annimmt, kann man feststellen, daß in den jeweils gleichen Zeitabschnitten A 1 bis Ax zunächst eine größere Anzahl von Impulsen notwendig sind, um den Druck auf den vorgegebenen Wert zu halten und diese Anzahl an Impulsen je Zeitabschnitt, welche zur Druckerhaltung notwendig sind, ständig abnimmt.

Tritt nun aber zu einem Zeitpunkt Ax + 1 ein Bruch in einem Prüfling auf, so nimmt die Anzahl der Impulse je Zeitabschnitt wieder zu und in einem der nachfolgen den Zeitabschnitte, z.B. Ax + 2, ist die Anzahl der impulse je z-CitauSCiifiiiΐ ju'O oder neuer uCr nomiaicn Durchschnittsanzahl an Impulsen. Der Zähler stellt diese hohe Anzahl an Impulsen fest und zwar durch Vergleich mit gespeicherter, vorgegebener Werte in der zentralen Steuerung ESt.

Wenn man davon ausgeht, daß beispielsweise bei PVC-Rohren eine Mindestprüfdauer von 1000 Stunden vorgesehen ist. so ist klar, daß es zweckmäßig ist. eine solche Dauerprüfung zu automatisieren. Eine derartige Automatisierung ist deswegen zweckmäßiger, weil vereinbart worden ist, daß die Prüfzeit in Abhängigkeit einer geringen Anzahl von schadhaften Prüflingen erheblich herabsetzbar ist.

Aus der Fig. 3 geht weiterhin hervor, daß bei Überschreiten des vorgegebenen Druckes für die Dauerprüfung beispielsweise auf einen Wert Pu mittels eines zweiten Meßpunktes S2 ein Steuerbefehl erzeugt werden kann, der unter Zuhilfenahme der zentralen Steuerung ein solches Öffnen eines zusätzlichen Ventiles Vu zuläßt, daß ein schnelles Ablassen des Druckes auf den unteren vorgegebenen Druckwert möglich wird. Dieser Vorgang kann mehrfach auftreten. Das schnelle Ablassen des Druckes sorgt für eine Selbstreinigung der im System vorhandenen Ventile, wodurch eine automatische Störungsbehebung möglich wird. Da bei jedem Auftreten einer solchen Störung eine entsprechende Information zur zentralen Steuerung gegeben wird, ist in der zentralen Steuerung auch eine Erfassung der Anzahl der Störungen innerhalb einer bestimmten Zeit und/oder der aufeinanderfolgenden Störungen möglich, wodurch wiederum eine besondere, optische und/oder akustische Signalisierung für das Prüfpersonal steuerbar ist. Parallel dazu kann auch ein Ausdrucken der Störungsergebnisse unter jeweiliger Angabe der beteiligten Einrichtungen und/oder Prüflingen durch entsprechende Adressenangabe stattfinden.

Um eine ausreichend hohe Regelgenauigkeit zu erhalten, sind am Kontaktmanometer im Bereich der Spannung S2 mehrere Kontaktpunkte vorgesehen. Hierdurch wird verhindert, daß bei Überlaufen eines Sollwertes und fehlender Befehlsgabe ein schnelles Ablassen des Druckes nicht stattfindet.

Verbleibt noch zu erwähnen, daß bei der Neuberechnung der Gesamtprüfzeit nach Ausfall eines Prüflings die für eine zwischendurch ausgeführte Einzelprüfungsreihe ausgefallene Zeit berücksichtigt wird. Zu diesem Zweck sind der zentralen Steuerung digitale Zeitmeßmittel zugeordnet, deren Ergebnis vom Mikrorechner berücksichtigt wird.

Als Manometer M kann sowohl das erwähnte Kontaktmanometer als auch ein Digitalmanometer verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung eines Druckregulieningssystems bei an einem bzw. gleichzeitig an mehreren Prüflingen, insbesondere Kunststoffrohrabschnitten, erfolgenden Dauerbelastungsprüfungen mit annähernd gleichem Druck in Abhängigkeit des Prüflingsverhaltens und der jeweils bereits abgelaufenen Prüfzeit, wobei die gesamte Prüfzeit in Abhängigkeit der auftretenden Fehlerhäufigkeit veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zumindest eines den oberen und den unteren voreingestellten Druckwert für die Dauerprüfung eines bzw. mehrerer Prüflinge (1 bis x) feststellendes Mittel (M/S\, S 2, Kontakte an einem Koniaktmanometer) eine jeweils erforderliche Druckerhöhung auf den eingestellten Wert festgestellt wird und in gleichen Zeitabschnitten die Anzahl von einer zentralen Steuerung (ESt) für die Druckerhaltung abgegebenen Steuerimpulse von entsprechenden Zählmittei (Z) bestimmt werden und weiterhin in Abhängigkeit einer von der zentralen Steuerung (ESt) festgestellten, bestimmten Anzahl (beispielsweise 30% mehr als im Durchschniti) von Steuerimpulsen je Zeitabschnitt, die zur Erhaltung des vorbestimmten Druckes im Prüfling notwendig sind, die zentrale Steuerung (ESt) zur Feststellung eines schadhaften Prüflings (1, 2 ... x) zuerst mittels entsprechendem Schließen und Öffnen der den Prüflingen zugeordneten Ventile (Vi bis Vx) auf Einzelprüfung und anschließend nach Feststellung und Kennzeichnung des schafhafien Prüflings wieder auf Fortsetzung der Parallelprüfung ohne schadhaften Prüfling für die Dauer einer in Abhängigkeit der bereits abgelaufenen Prüfzeit und der Anzahl der ausgefallenen Prüflinge von der zentralen Steuerung neu bestimmten Gesamtprüfzeit umgeschalte' wird.

2. Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zentralen Steuerung ein über einen Umsetzer (UI, Ul) die Befehle aufnehmender und anhand vorgegebener Daten verarbeitender, die neue Gesamtprüfzeit festlegender Mikrorechner (CPU) vorgesehen ist.

3. Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umschaltung auf Einzelprüfung erst nach einer einmalig zuerst festgestellten höheren Anzahl von durch die zentrale Steuerung (ESt) abgegebenen Impulsen je Zeitabschnitt durch die zentrale Steuerung veranlaßbar ist.

4. Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die den Prüflingen (1, 2 ... x) zugeführten, regelmäßigen und gleichen Druckerhöhungen von einem Manometer (M) überwacht werden und bei Überschreiten des Druckes um einen bestimmten vorgegebenen, oberhalb der oberen Grenze des gewünschten Dauerwertes liegenden und an einem Kontaktpunkt des Manometers (M) festgestellten Wert der Druck unter Zuhilfenahme der zentralen Steuerung beschleunigt auf den unteren Sollwert des gewünschten Dauerwertes der Dauerprüfung abgelassen wird.

5. Verfahren zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Regelgenauigkeit

am Manometer (M) mehrere von der Steuerung erfaßbare Meßpunkte vorgesehen sind.