DE4218320A1 - Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur, insbesondere einer pneuma­ tisch oder hydraulisch angetriebenen und/oder eigenmediumge­ steuerten Armatur. Die Erfindung betrifft auch eine Einrich­ tung zur Prüfung einer solchen Armatur.

Eine derartige Armatur zeichnet sich dadurch aus, daß ihre Spindel und damit ihr Ventilteller durch die Druckeinwirkung eines Mediums bewegt werden.

Um die Funktionsfähigkeit einer derartigen Armatur zu über­ prüfen, ist es bisher üblich, einfache visuelle Inspektionen vorzunehmen. Es werden außerdem Ventile, die sich in Leitungen für die Zufuhr des Antriebsmediums zur Armatur befinden, vor­ beugend gewartet.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur anzugeben, das eine schnelle und sichere Erfassung mindestens eines rele­ vanten Parameters als Bewertungsmaßstab für den Zustand der Armatur gewährleistet. Dadurch soll eine Prüfung der Armatur während sie in Betrieb ist, möglich sein. Es soll außerdem eine geeignete Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium ange­ triebenen Armatur angegeben werden.

Die als erste genannte Aufgabe wird gemaß der Erfindung da­ durch gelöst, daß während eines Schaltvorgangs der Armatur als Istzustand die zeitlichen Verläufe einer systemrelevanten und einer armaturenrelevanten Meßgröße gemessen werden, daß aus diesen Verläufen mindestens eine funktionsspezifische Größe abgeleitet und als Basisgröße gespeichert wird, daß während eines späteren Schaltvorgangs der Armatur die min­ destens eine funktionsspezifische Größe in gleicher Weise erneut bestimmt und deren Abweichung von der gespeicherten Basisgröße überwacht wird.

Der Istzustand wird dann festgelegt, wenn von einem ordnungs­ gemäßen Funktionieren der Armatur ausgegangen werden kann. Das kann unmittelbar nach dem Einbau einer neuen Armatur oder nach einer Wartung einer Armatur sein. Die Basisgröße ist eine im Istzustand bestimmte funktionsspezifische Größe. Zur späteren Prüfung der Armatur wird die gleiche funktionsspe­ zifische Größe erneut bestimmt und mit der Basisgröße ver­ glichen. Eine Abweichung von der Basisgröße gibt dann einen Hinweis auf einen möglichen Fehler in der Armatur. Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird die funktionsspezifische Größe nicht direkt gemessen, sondern es werden zunächst die zeitlichen Verläufe mindestens einer systemrelevanten und einer armaturenrelevanten Meßgröße gemessen. Die funktions­ spezifische Größe wird danach aus diesen zeitlichen Verläufen abgeleitet.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der Vorteil er­ zielt, daß ein Funktionsnachweis der Armatur unter Betriebs­ bedingungen erbracht werden kann. Es wird nämlich eine funk­ tionsspezifische Größe überwacht. Es werden nicht nur Ventile überwacht.

Beispielsweise wird eine tolerierbare Abweichung von der Ba­ sisgröße festgelegt und gespeichert. Danach wird überwacht, ob der Betrag der tatsächlichen Abweichung den Betrag der tole­ rierbaren Abweichung überschreitet. Dadurch werden gering­ fügige Abweichungen toleriert.

Beispielsweise wird für mehrere nacheinander erfolgende Schalt­ vorgänge jeweils die Abweichung einer bestimmten funktionsspe­ zifischen Größe von der zugeordneten Basisgröße bestimmt. Man erhält auf diese Weise eine Reihe aus Abweichungswerten. Es wird dann der Trend der Abweichungen überwacht. Sollten die Abweichungsbeträge größer werden, ist eine besonders genaue Überwachung geboten, ob der Betrag der tatsächlichen Abwei­ chung den Betrag der tolerierbaren Abweichung überschreitet. Mit diesem Verfahren wird ausgeschlossen, daß eine singulare geringe Abweichung zu einem Fehlersignal führt.

Die systemrelevante Meßgröße ist beispielsweise der Druck des die Armatur antreibenden Mediums. Es wird also während eines Schaltvorganges der Armatur der zeitliche Verlauf des Medium­ druckes gemessen. Bei einem Schaltübergang löst der Druck des Mediums die Bewegung des Ventiltellers und der Spindel aus. Bei einem Öffnungsvorgang oder einem Schließvorgang der Armatur gibt es jeweils einen spezifischen Druckverlauf. Änderungen dieses Druckverlaufes können bereits auf eine fehlerhafte Ar­ matur schließen lassen.

Die armaturenrelevante Meßgröße ist beispielsweise der Hub des Schließorgans der Armatur.

Das Schließorgan kann die Kombination aus Spindel und Ventil­ teller sein.

Gemäß der Erfindung wird aus den zeitlichen Verläufen der systemrelevanten und der armaturenrelevanten Meßgröße eine funktionsspezifische Größe abgeleitet.

Diese funktionsspezifische Größe ist beispielsweise der Hub­ faktor der Armatur. Der Hubfaktor beim Öffnungsvorgang ist der Quotient aus dem Druckanstieg des die Armatur antreibenden Mediums bis zum Ende des Öffnungsvorgangs und dem Druckan­ stieg des Mediums bis zum Beginn des Öffnungsvorgangs. Der Hub­ faktor beim Schließvorgang ist der Quotient aus dem Betrag der Druckabnahme am Ende des Schließvorgangs und der Druckabnahme am Beginn des Schließvorgangs. Es brauchen also nur aus dem zuvor bestimmten zeitlichen Verlauf des Mediumdruckes die Druckanstiege und Druckabnahmen beim Beginn und beim Ende der Bewegung der Armaturenspindel und des Armaturentellers ent­ nommen zu werden. Aus diesen Werten erhält man durch Division den Hubfaktor, der als unmittelbare funktionsspezifische Größe den Zustand der Armatur anzugeben gestattet.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß eine Größe bereitgestellt wird, die bei Vergleich mit einer entsprechenden Basisgröße zuverlässig den Zustand der Armatur angibt. Statt des Hub­ faktors können als funktionsspezifische Größe auch der Zeit­ raum zwischen einem Schaltvorgang einerseits und dem daraus folgenden Beginn des Druckanstieges oder Druckabfalles oder dem Beginn der Bewegung der Spindel andererseits dienen. Die­ ser Zeitraum wird mit Totzeit bezeichnet. Es können auch die Zeitspanne, die für die Bewegung der Spindel benötigt wird oder der gesamte Zeitraum für einen Druckaufbau oder Druckab­ bau als funktionsspezifische Größe bestimmt werden.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur an einer in Betrieb befindlichen Armatur möglich ist. Das Verfahren nach der Erfindung kann automatisiert werden.

Die Aufgabe, eine Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur anzugeben, wird gemäß der Erfin­ dung dadurch gelöst, daß mit der Armatur mindestens ein erster Meßwertaufnehmer für einen zeitlichen Verlauf einer systemre­ levanten Meßgröße und ein zweiter Meßwertaufnehmer für einen zeitlichen Verlauf einer armaturenrelevanten Meßgröße verbunden sind, daß mit den Meßwertaufnehmern eine Auswerteeinheit zum Bestimmen mindestens einer funktionsspezifischen Größe in Ver­ bindung steht, daß mit der Auswerteeinheit ein Speicher für eine Basisgröße verbunden ist und daß ein Subtrahierglied ein­ gangsseitig mit dem Speicher und mit der Auswerteeinheit ver­ bunden ist und ausgangsseitig mit einer Ausgabeeinheit in Ver­ bindung steht.

Die Meßwertaufnehmer, die beispielsweise mit einem Meßwert­ aufbereiter verbunden sind, nehmen die zeitlichen Verläufe der Meßgrößen auf. Aus diesen zeitlichen Verläufen wird in der Auswerteeinheit eine funktionsspezifische Größe abge­ leitet. Die Meßwertaufnehmer bzw. der Meßwertaufbereiter, die Auswerteeinheit und die Armatur stehen mit einer Steuer­ einheit in Verbindung. Dadurch ist sichergestellt, daß der zeitliche Verlauf einer Meßgröße während eines Schaltvorganges aufgenommen und dann einem bestimmten Schaltzustand der Ar­ matur ein bestimmter Meßwert zugeordnet werden kann.

Die funktionsspezifische Größe für einen festgelegten Ist­ zustand der Armatur wird im Speicher für die Basisgröße ab­ gelegt. Wenn später zur Prüfung der Armatur die funktions­ spezifische Größe in gleicher Weise bestimmt wird, wird der neue Wert im Subtrahierglied mit der Basisgröße verglichen. Bei einer Abweichung wird eine Ausgabeeinheit aktiviert, die einen Fehler in der Armatur anzeigt.

Der erste Meßaufnehmer kann ein Druckaufnehmer sein, der mit dem Innenraum eines Kolbengehäuses eines Antriebsteiles der Armatur verbunden ist. Das Medium in diesem Innenraum drückt auf einen Kolben, der mit dem Schließorgan, der Spindel der Armatur, die den Ventilteller trägt, verbunden ist. Durch den Mediumdruck wird die Spindel bewegt.

Der zweite Meßwertaufnehmer kann ein Wegaufnehmer sein, der zum Bestimmen des Hubes mit dem Schließorgan der Armatur, z. B. mit der Spindel, verbunden ist.

Beispielsweise ist das Subtrahierglied ausgangsseitig mit dem ersten Eingang eines Komparators verbunden, dessen zweiter Eingang mit einer Eingabeeinheit mit Speicher für eine tole­ rierbare Abweichung verbunden ist. Der Ausgang des Komparators ist mit der Ausgabeeinheit verbunden. Die tolerierbare Abwei­ chung ist vor der Prüfung der Armatur festzulegen. Dadurch wird ausgeschlossen, daß geringfügige Abweichungen zu einem Fehlersignal führen.

Nach einem anderen Beispiel ist das Subtrahierglied mit einer als solchen bekannten Trendverfolgungseinheit verbunden, die mit der Ausgabeeinheit verbunden ist. Es wird damit eine Reihe aus denjenigen Abweichungen gebildet, die bei nachein­ ander durchgeführten Schaltvorgängen bestimmt worden sind. Wenn der Trend der Abweichungen zu größeren Abweichungen hingeht, werden die Abweichungen besonders genau auf ein Überschreiten der tolerierbaren Abweichung hin überwacht. Bei Überschreiten des Betrags der tolerierbaren Abweichung wird ein Fehler angezeigt. Eine zeitweilig erhöhte Abweichung führt nicht zu einer Fehleranzeige. Damit führt vorteilhafter­ weise ein möglicher Fehler der Prüfungseinrichtung nicht sofort zu einem Fehlersignal.

Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird wie mit dem Ver­ fahren der Vorteil erzielt, daß eine durch ein Medium ange­ triebene Armatur zuverlässig und fortlaufend während des Be­ triebes überprüft werden kann, weil eine systemrelevante Meßgröße, z. B. der Mediumdruck, und eine armaturenrelevante Meßgröße, z. B. der Hub, gemessen werden deren Messung die Funktion der Armatur nicht stört.

Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung naher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung gemäß der Erfindung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur.

Fig. 2 zeigt Druckverläufe des Antriebsmediums beim Öffnen und beim Schließen einer solchen Armatur und den Hubverlauf der Armatur.

Fig. 1 zeigt eine durch ein Medium angetriebene Armatur 1 mit einer Einlaßöffnung 2 und einer Auslaßöffnung 3. Die Aus­ laßöffnung 3 ist durch einen Ventilteller 4 verschließbar. Der Ventilteller 4 befindet sich am unteren Ende einer Spindel 5, die durch eine druckdichte Durchführung 6 hin­ durchgeführt ist und an ihrem oberen Ende mit einem Kolben 7 verbunden ist. Dieser ist in einem Kolbengehäuse 8 geführt, das den Kolben 7 seitlich eng umschließt. Zwischen dem Kolben 7 und der oberen Wand des Kolbengehäuses ä kann eine mecha­ nische Feder 9 derart angeordnet sein, daß sie auf den Kolben 7 und damit auf die Spindel 5 und auf den Ventilteller 4 eine Kraft einwirken läßt, die die Armatur 1 geschlossen hält, sofern keine anderen Kräfte einwirken. Zum Antrieb der Ar­ matur 1 ist der als unterer Teil 8a bezeichnete Raum des Kolbengehäuses 8 unterhalb des Kolbens 7 mit einer Zuführlei­ tung 10 für ein Antriebsmedium verbunden. Zum Öffnen der Arma­ tur 1 steht ein Druckspeicher 11 mit Pumpe 12 bzw. Kompressor über ein Ventil 13 mit der Leitung 10 in Verbindung. Mit der Pumpe 12 wird ein Antriebsmedium gefördert. Dieses Antriebs­ medium kann ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Beispielsweise kann Luft als Antriebsmedium dienen. Wenn der Druckspeicher 11 in Betrieb und das Ventil 13 geöffnet sind, strömt das An­ triebsmedium in den unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 hinein und hebt den Kolben 7 gegen die Kraft der mechanischen Feder 9 an. Dadurch wird auch der Ventilteller 4 angehoben und die Ar­ matur 1 wird geöffnet. Wenn die Armatur 1 wieder geschlossen werden soll, wird bei geschlossenem Ventil 13 ein Entlastungs­ ventil 14 in einer vom unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 ausgehenden Medium-Ableitung 15 geöffnet. Das Antriebsmedium kann dann das Kolbengehäuse 8 verlassen. Mit abnehmendem Druck im Kolbengehäuse 8 überwiegt die Krafteinwirkung der mecha­ nischen Feder 9 auf den Kolben 7 und der Ventilteller 4 wird nach unten bewegt bis die Armatur 1 geschlossen ist.

Es gibt Armaturen 1, die ohne Feder 9 für die Schließkraft auskommen. Bei einer solchen Armatur 1 wird auch der als oberer Teil 8b bezeichnete Raum des Kolbengehäuses 8 ober­ halb des Kolbens 7 mit dem Antriebsmedium beaufschlagt. Dieser Raum ist dazu mit einer eigenen Zuführleitung 10* für das An­ triebsmedium verbunden.

Zum Schließen der Armatur 1 steht ein Druckspeicher 11* mit Pumpe 12* bzw. Kompressor über ein Ventil 13* mit der Leitung 10* in Verbindung. Wenn der Druckspeicher 11* in Betrieb und das Ventil 13* geöffnet sind, strömt das Antriebsmedium in den oberen Teil 8b des Kolbengehäuses 8 hinein und drückt den Kol­ ben 7 zusammen mit der Spindel 5 und dem Ventilteller 4 nach unten bis die Armatur 1 geschlossen ist. Dabei sollte der Raum unterhalb des Kolbens 7 über die Medium-Ableitung 15 geöffnet sein. Wenn die Armatur wieder geschlossen werden soll, wird bei geschlossenem Ventil 13* ein Entlastungsventil 14* in einer vom oberen Teil 8b des Kolbengehäuses 8 ausgehenden Medium-Ab­ leitung 15* geöffnet. Das Antriebsmedium kann dann den Raum oberhalb des Kolbens 7 verlassen. Wenn gleichzeitig in den Raum unterhalb des Kolbens 7 ein Antriebsmedium eingespeist wird, öffnet die Armatur 1.

Zum Messen des Druckes P₁ des Antriebsmediums im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 ist mit diesem Raum ein Druckaufnehmer 16 verbunden. Ein entsprechender Druckaufnehmer 16* kann zum Messen des Drucks P₂ des Antriebsmediums im oberen Teil 8b des Kolbengehäuses 8 mit diesem Raum verbunden sein.

Zur laufenden Messung der Position eines Schließorgans, z. B. der Spindel 5 der Armatur 1, also des Hubes H, ist mit der Spindel 5 ein Wegaufnehmer 17 verbunden. Dieser kann ein in­ duktiver Wegaufnehmer 17 sein. Die Druckaufnehmer 16, 16* und der Wegaufnehmer 17 stehen mit einem Meßwertaufbereiter 18 für den zeitlichen Verlauf des Mediumdruckes P₁, P₂ und des Hubes H der Spindel 5 während eines Öffnungsvorganges und/oder während eines Schließvorganges der Armatur 1 in Verbindung. Zur exakten Erfassung der Druckverläufe P₁, P₂ und des Hubverlaufs H ist der Meßwertaufbereiter 18 mit einer Steuereinheit 19 verbunden, die auch mit den Ventilen 13, 14 und 13*, 14* verbunden ist. Der Druck P₁, P₂ im Kolbengehäuse 8 ist eine systemrelevante Meßgröße. Der Hub H der Spindel 5 ist eine armaturenrelevante Größe. Dem Meßwertaufbereiter 18 ist eine Auswerteeinheit 20 nachgeschaltet, die auch mit der Steuereinheit 19 in Verbin­ dung steht. In der Auswerteeinheit 20 wird aus einem Verlauf des Druckes P₁, P₂ und dem Hubverlauf H eine funktionsspezi­ fische Größe, beispielsweise der Hubfaktor Pd/Pc, Pi/Ph abge­ leitet.

Der als Basisgröße in einem fehlerfreien Zustand der Armatur 1 in der Auswerteeinheit 20 bestimmte Wert für die funktions­ spezifische Größe wird in einem Speicher 21 für die Basis­ größe abgespeichert. Der Speicher 21 ist dazu mit der Aus­ werteeinheit 20 verbunden. Zum Vergleich späterer Messungen mit der Basisgröße steht die Auswerteeinheit 20 außerdem mit einem Eingang eines Subtrahierglieds 22 in Verbindung, dessen anderer Eingang mit dem Speicher 21 verbunden ist. Am Aus­ gang des Subtrahiergliedes 22 steht die jeweilige Abweichung einer gemessenen Größe von der Basisgröße an. Dem Subtrahier­ glied 22 kann ein Eingang eines Komparators 23 nachgeschaltet sein, an dessen anderem Eingang eine Eingabeeinheit 24 für den Wert einer tolerierbaren Abweichung angeschlossen ist. Falls der Betrag der gemessenen Abweichung die tolerierbare Abwei­ chung übertrifft, steht am Ausgang des Komparators 23 ein Signal an. Der Ausgang des Komparators 23 ist mit einer Ausgabeeinheit 25 für das Signal verbunden.

Zusätzliche Ausgabeeinheiten können Bestandteil des Meßwert­ aufnehmers 18, der Auswerteeinheit 20 und/oder des Subtrahier­ gliedes 22 sein.

Zwischen dem Subtrahierglied 22 und der Ausgabeeinheit 25 kann eine Trendverfolgungseinheit 26 zwischengeschaltet sein. In der Trendverfolgungseinheit 26 wird aus den nacheinander ein­ treffenden Abweichungswerten eine Reihe gebildet und der Trend dieser Reihe verfolgt. Falls der Trend zu immer größeren Ab­ weichungen hingeht, wird ein Signal an die Ausgabeeinheit 25 abgegeben, woraufhin der Ausgang des Komparators 23 genauer überwacht werden kann.

In Fig. 2 sind der zeitliche Verlauf des Hubes H eines Öffnungsvorganges und eines Schließvorganges einer durch ein Medium angetriebenen Armatur 1 und der Verlauf des Medium­ druckes P₁, P₂ dargestellt. Dabei ist P₁ ein Druck im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses (unterhalb des Kolbens 7), der in Öffnungsrichtung wirkt, und P₂ ist ein Druck im oberen Teil 8b des Kolbengehäuses 8 (oberhalb des Kolbens 7), der in Schließrichtung der Armatur 1 wirkt. Der Druck P₁ wird am Druckaufnehmer 16, der Druck P₂ am Druckaufnehmer 16* gemessen.

Beim Öffnungsvorgang (Hubverlauf H) einer durch ein Medium angetriebenen Armatur 1 erfolgt zum Zeitpunkt a die Öffnung des Ventils 13 in der Medium-Zuführleitung 10. Damit wird der Antriebskolben 7 von unten mit dem Medium beaufschlagt. Erst zum späteren Zeitpunkt b beginnt der Druck P₁ im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 meßbar zu steigen (Druckverlauf P₁). Die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten a und b wird mit "Totzeit Druckbeginn" bezeichnet. Erst zu einem noch späteren Zeitpunkt c beginnt die Bewegung des Kolbens 7, der Spindel 5 und des Ventiltellers 4. Den Zeitraum zwischen den Zeitpunkten a und c bezeichnet man als "Totzeit Hubbeginn". Während sich die Spindel 5 bewegt, steigt der Druck im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 nur langsam an. Der Öffnungsvorgang der Ar­ matur 1 ist zum Zeitpunkt d abgeschlossen. Danach steigt der Druck bei geöffneter Armatur 1 zunächst stärker, aber dann abnehmend an bis er einen höchsten Wert zum Zeitpunkt e er­ reicht. Die Druckänderung erstreckt sich also über den Zeit­ raum von b bis e (Druckverlauf P₁), während die Bewegung der Spindel 5 sich nur über den Zeitraum c bis d (Hubverlauf H) erstreckt.

Beim Schließvorgang der Armatur 1 zeigt sich der folgende Druckverlauf im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8: Zum Zeitpunkt f wird die Druckentlastung des Kolbens 7 (Druckverlauf P₁), z. B. durch das Öffnen eines Entlastungs­ ventils 14, eingeleitet. Ein Druckabfall ist erst ab dem späteren Zeitpunkt g bemerkbar. Nach dem Zeitpunkt g fällt der Druck relativ schnell ab. Die Schließbewegung des Kolbens 7, der Spindel 5 und des Ventiltellers 4 beginnt jedoch erst zum Zeitpunkt h (Hubverlauf H). Der Zeitraum zwischen den Zeit­ punkten f und g ist die "Totzeit Druckbeginn", und der Zeitraum zwischen den Zeitpunkten f und h ist die "Totzeit Schließbe­ ginn". Nach dem Zeitpunkt h werden die Spindel 5 und damit der Ventilteller 4 der Armatur 1 bewegt bis die Armatur 1 zum Zeitpunkt i geschlossen ist. Während des Schließvorganges zwischen den Zeitpunkten h und i geht der Druck nur gering­ fügig zurück. Nach dem Zeitpunkt i fällt der Druck bei ge­ schlossener Armatur 1 bis zum Zeitpunkt j auf seinen niedrig­ sten Wert ab.

Im Raum 8b oberhalb des Kolbens 7 zeigt sich im Kolbengehäuse 8 ein Druckverlauf P₂, falls auch von dort statt durch eine Feder 9 durch ein Medium eine Kraft auf den Kolben 7 ausgeübt wird.

Der Druckverlauf P₂ zwischen den Zeitpunkten a und e ent­ spricht dem Druckverlauf P₁ zwischen den Zeitpunkten f und j.

Während beim Öffnen der Armatur 1 im unteren Teil 8a des Kolbengehäuses 8 ein Mediumdruck P₁ aufgebaut wird, muß im oberen Teil 8b ein Mediumdruck P₂ abgebaut werden.

Beim Schließen der Armatur 1 wird im unteren Teil 8a ein Mediumdruck P₁ abgebaut und im oberen Teil 8b ein Medium­ druck P₂ aufgebaut. Der Druckverlauf P₂ zwischen den Zeit­ punkten f und j entspricht dem Druckverlauf P₁ zwischen den Zeitpunkten a und e.

Ein solcher Druckverlauf P₁, P₂ für einen Öffnungsvorgang und für einen Schließvorgang der Armatur 1 wird als Istzustand aufgenommen. Ein Druckverlauf P₁, P₂ im Kolbengehäuse 8 ist eine systemrelevante Meßgröße. Der Hubverlauf H ist eine arma­ turenrelevante Meßgröße. Ein Fehler in der Armatur 1 muß, da der Mediumdruck die Antriebsgröße der Armatur 1 ist, stets Auswirkungen auf den beschriebenen Druckverlauf P₁, P₂ haben. Der Druckverlauf P₁, P₂ und der Hubverlauf H können während jeder Betätigung der Armatur 1 gemessen werden, ohne daß ein Eingriff in die Funktionsweise der Armatur 1 erforderlich wäre. Es sind keine Meßwertgeber an der Armatur 1 erforder­ lich, die die Arbeitsweise der Armatur 1 behindern könnten. Ein Druckaufnehmer 16, 16* und ein Wegaufnehmer 17 behindern die Arbeitsweise der Armatur 1 nicht.

Schon der Druckverlauf P₁, P₂ kann einen Hinweis auf die Funktionsfähigkeit der Armatur 1 geben. Zur besseren Über­ wachung des Druckverlaufes P₁, P₂ werden nicht Druckverläufe, sondern charakteristische Druckwerte oder Druckdifferenzen aus verschiedenen Messungen miteinander verglichen. Diese Werte oder Wertedifferenzen sind funktionsspezifische Größen, die unmittelbar einen Hinweis auf den Zustand der Armatur 1 geben.

Eine mögliche funktionsspezifische Größe ist der Hubfaktor. Beim Öffnen der Armatur 1 ist er bestimmt durch den Quotient aus dem Druckanstieg P 1d im unteren Teil 8a des Kolbenge­ häuses 8 am Ende des Hubvorganges (Zeitpunkt d) und dem Druck­ anstieg Pic dort beim Beginn des Hubvorganges (Zeitpunkt c). Beim Schließvorgang der Armatur 1 ist der Hubfaktor bestimmt durch den Quotient aus der Druckabnahme P_1i* bis zum Ende des Schließvorganges (Zeitpunkt i) und der Druckabnahme P_1h* bis zum Beginn des Schließvorganges (Zeitpunkt h). Eine deut­ liche Änderung des Hubfaktors läßt auf einen Fehler in der Armatur 1 schließen. Der Hubfaktor kann bei jedem Öffnungs- oder Schließvorgang der Armatur 1 bestimmt werden. Es ist dann eine fortlaufende Überwachung möglich.

Andere funktionsspezifische Größen können Druckwerte zu den genannten Zeitpunkten, Druckdifferenzen zwischen zwei Zeit­ punkten oder auch Zeitspannen zwischen zwei Zeitpunkten sein.

Funktionsspezifische Größen können in entsprechender Weise auch aus dem Hubverlauf H und aus dem Druckverlauf P₂ im oberen Teil 8b des Kolbengehäuses 8 bestimmt werden. Der Hub­ faktor beim Öffnen der Armatur 1 ist bestimmt durch den Quotient aus der Druckabnahme P_2d* bis zum Ende des Hubvor­ ganges (Zeitpunkt d) und der Druckabnahme P_2c*bis zum Beginn des Hubvorgangs (Zeitpunkt c).

Beim Schließvorgang der Armatur 1 ist der Hubfaktor bestimmt durch den Quotient aus dem Druckanstieg P₂i am Ende des Schließvorgangs (Zeitpunkt i) und dem Druckanstieg P₂h beim Beginn des Schließvorgangs (Zeitpunkt h).

Mit dem Verfahren und mit der Einrichtung nach der Erfindung kann im laufenden Betrieb der Armatur 1 ein Fehler zuver­ lässig erkannt werden, weil eine funktionsspezifische Größe überwacht wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur (1), insbesondere einer pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen und/oder eigenmediumgesteuerten Armatur (1), dadurch gekennzeichnet, daß während eines Schaltvorgangs der Armatur (1) als Istzustand die zeit­ lichen Verläufe einer systemrelevanten und einer armaturenrele­ vanten Meßgröße gemessen werden, daß aus diesen Verläufen mindestens eine funktionsspezifische Größe abgeleitet und als Basisgröße gespeichert wird, daß während eines späteren Schaltvorgangs der Armatur (1) die mindestens eine funktions­ spezifische Größe in gleicher Weise erneut bestimmt und deren Abweichung von der gespeicherten Basisgröße überwacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine tolerierbare Abweichung von der Basisgröße festgelegt und ge­ speichert wird und daß der Betrag der tatsächlichen Abweichung auf Überschreitung des Betrags der tolerierbaren Abweichung automatisch überwacht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere nacheinander erfolgende Schaltvorgänge jeweils die Abweichung mindestens einer bestimmten funktionsspezifischen Größe von der zugeordneten Basisgröße bestimmt wird und daß der Trend der Abweichungen überwacht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine system­ relevante Meßgröße der Mediumdruck (P₁, P₂) in der Armatur (1) ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die armatu­ renrelevante Meßgröße der Hub (H) des Schließorgans der Arma­ tur (1) ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine funk­ tionsspezifische Größe der Hubfaktor der Armatur (1) ist.

7. Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetrie­ benen Armatur (1), insbesondere einer pneumatisch oder hy­ draulisch angetriebenen und/oder eigenmediumgesteuerten Armatur (1), dadurch gekennzeichnet, daß mit der Armatur (1) mindestens ein erster Meßwertaufnehmer (16) für einen zeitlichen Verlauf einer systemrelevanten Meßgröße und ein zweiter Meßwertaufnehmer (17) für einen zeitlichen Verlauf einer armaturenrelevanten Meßgröße verbunden sind, daß mit den Meßwertaufnehmern (16, 17) eine Auswerteeinheit (20) zum Be­ stimmen mindestens einer funktionsspezifischen Größe in Ver­ bindung steht, daß mit der Auswerteeinheit (20) ein Speicher (21) für eine Basisgröße verbunden ist und daß ein Subtrahier­ glied (22) eingangsseitig mit dem Speicher (21) und mit der Auswerteeinheit (20) verbunden ist und ausgangsseitig mit einer Ausgabeeinheit (25) in Verbindung steht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß­ wertaufnehmer (16, 17) mit einem Meßwertaufbereiter (18) verbunden sind, der mit der Auswerteeinheit (20) verbunden ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßwertaufnehmer ein Druckaufnehmer (16, 16*) ist, der mit dem Innenraum eines Kolbengehäuses (8) eines Antriebsteiles der Armatur (1) verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertaufnehmer ein Wegaufnehmer (17) ist, der mit einem Schließorgan der Armatur (1) verbunden ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Subtra­ hierglied (22) ausgangsseitig mit dem ersten Eingang eines Komparators (23) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit einer Eingabeeinheit (24) mit Speicher für eine tolerierbare Abweichung verbunden ist, und daß der Ausgang des Komparators (23) mit der Ausgabeeinheit (25) verbunden ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Subtra­ hierglied (22) mit einer Trendverfolgungseinheit (26) ver­ bunden ist, die mit der Ausgabeeinheit (25) verbunden ist.