FI125797B - Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan - Google Patents

Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan Download PDF

Info

Publication number
FI125797B
FI125797B FI20090000A FI20095012A FI125797B FI 125797 B FI125797 B FI 125797B FI 20090000 A FI20090000 A FI 20090000A FI 20095012 A FI20095012 A FI 20095012A FI 125797 B FI125797 B FI 125797B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
valve
load
actuator
friction
load factor
Prior art date
Application number
FI20090000A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095012A0 (fi
FI20095012A (fi
Inventor
Mats Friman
Tsiã Jouni Pyã
F Harri Cederlã
Original Assignee
Metso Flow Control Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metso Flow Control Oy filed Critical Metso Flow Control Oy
Priority to FI20090000A priority Critical patent/FI125797B/fi
Publication of FI20095012A0 publication Critical patent/FI20095012A0/fi
Priority to CN201080006959.6A priority patent/CN102308135B/zh
Priority to RU2011133222/06A priority patent/RU2509944C2/ru
Priority to EP10729123A priority patent/EP2379923A1/en
Priority to BRPI1007374A priority patent/BRPI1007374A8/pt
Priority to US13/143,136 priority patent/US9037281B2/en
Priority to PCT/FI2010/050001 priority patent/WO2010079260A1/en
Publication of FI20095012A publication Critical patent/FI20095012A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI125797B publication Critical patent/FI125797B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8359—Inspection means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy teollisuusprosessien venttiilien kunnonvalvontaan.
Prosessilaitteiden, kuten venttiilien, kunnonvalvonnan merkitys prosessien häiriöttömälle toiminnalle ja prosessin suorituskyvylle on merkittävä. Vikaantuvat venttiilit voivat aikaansaada tehtaiden suunnittelemattomia alasajoja aiheuttaen merkittäviä kustannuksia. Tästä johtuen on venttiilien kunnon seurantaan kehitetty erilaisia kunnonvalvontajärjestelmiä, jotka perustuvat älykkäiden asennoittimien tekemiin mittauksiin venttiilipaketin toiminnasta. Älykkäät digitaaliset venttiiliohjaimet ovat tuoneet mukanaan suuren määrän venttiilin suorituskykyindikaattoreita. Nämä mahdollistavat paremman tuottavuuden venttiilien kunnossapidossa ja elinkaaren hallinnassa. Kun yhden huolto-organisaation vastuulla voi olla suuri määrä, jopa 5000, venttiiliä, on selvää, että automaattinen analyysi- ja suorituskykyseuranta auttavat kokonaisuuden hahmottamisessa, huoltotarpeen ennakoinnissa ja huoltotoimenpiteiden kohdentamisessa.
Kunnonvalvontamenetelmiä on useita erilaisia, ja ne jaetaan usein tietämystason mukaan, mallipohjaisista tilastollisiin menetelmiin. Kunnonval-vontasovelluksia on paljon, ja ne voidaan esimerkiksi jakaa yleisiin ja laitekohtaisiin sovelluksiin. Laitekohtainen kunnonvalvontasovellus soveltuu parhaiten kun laite on tuotantolaitoksen käynnin ja turvallisuuden kannalta kriittinen. Toinen syy valita laitekohtainen sovellus on asennetun kannan määrä; esimerkiksi venttiileitä on usein määrällisesti niin paljon, että venttiilikohtainen kunnonvalvontasovellus on paras ratkaisu.
Friman M., Uusi menetelmä yksikköprosessien ja kenttälaitteiden kunnonvalvontaan, Automaatio 2003 seminaaripäivät, Helsingin messukeskus 9.-11.9.2003, Automaatioseura ry, Helsinki, 2003, s. 477-482, esittää tilastollisen kunnonvalvontamenetelmän, jota on sovellettu pumpun kunnonvalvontaan. Menetelmässä käytetään ehdollisia histogrammeja, joka on yleinen tilastollinen analyysimenetelmä, ja esimerkiksi prosessin ajotapa ja toimintapiste tarvittaessa huomioidaan seurannassa. Valvottavaa ominaisuutta kutsutaan laatumuuttujaksi. Laatumuuttuja voi olla mikä tahansa muuttuja joka kertoo laitteen toiminnasta jotain, kuten pumpun sähkövirta, mitattu laatu, kustannus, tai mittauksien avulla laskettu suorituskykymuuttuja. Toimintapistemuuttujat ovat selittäviä muuttujia, jotka vaikuttavat laatumuuttujaan. Toimintapistemuuttujia voivat olla esimerkiksi virtaus, paine pumpun jälkeen, tuotantomäärä ja tuotan- tonopeus, laji ja tuotenumero, raaka-aineen ominaisuus, prosessin tila kuten seisokki, ylös- ja alasajo, tai muu vika- tai häiriötilanne, sekä prosessin vaihe. Menetelmä erottaa toimintapistemuuttujat ja laatumuuttujat toisistaan. Laatu-muuttujasta muodostetaan lyhyellä aikavälillä laatujakauma eli histogrammi (esimerkiksi pumpun sähkövirran jakauma viimeiseltä 4 tunnilta), jossa laatu-muuttujan arvot jaetaan useisiin koreihin (pumpun sähkövirta on jaettu esimerkiksi yhteentoista koriin 40, 41, ..., 50 A). Lisäksi muodostetaan toimintapiste-kohtaiset referenssijakaumat, joista kukin kuvaa laatujakaumaa pitkällä aikavälillä joukossa toimintapisteitä. Toimintapisteet on muodostettu jakamalla toimintapistemuuttujat useisiin koreihin (esimerkiksi virtaukselle 6 koria, kuten 15, 19, ..., 35 l/s, ja paineelle pumpun jälkeen 3 koria, kuten 200, 300, 400 kPa. Operaattorille näytetään hetkellistä laatujakaumaa (esimerkiksi pumpun sähkövirran jakauma viimeiseltä 4 tunnilta) sekä referenssijakaumaa, johon operaattori voi verrata hetkellistä jakaumaa. Näin pumppu, joka toimii huonommin kuin ennen, paljastuu heti yhdellä silmäyksellä toisistaan poikkeavien laatu- ja refe-renssijakautumien perusteella.
Mats Friman et ai, Älykkäiden säätöventtiilien analyysi- ja seuran-taympäristö, Automaatio 2005 seminaaripäivät, Helsingin messukeskus 6,-8.9.2005, esittää kunnonvalvontamenetelmän, jossa säätöventtiilin nykyistä toimintaa ja tilaa verrataan laitteen historiadatasta muodostettuun venttiilikoh-taiseen malliin (monimuuttujahistogrammi). Venttiilin nykyistä toimintaa ja tilaa kuvaavat signaalit voivat olla mittauksia, esimerkiksi säätövirhe (deviation) ja kuormakerroin (load factor), tai laskureita, kuten esimerkiksi venttiilin matkamittari ja suunnanvaihtojen lukumäärä. Vertailun tuloksena saadaan joka signaalille sumea luokitus luokille High (korkea), Normal (normaali) ja Low (matala). Nämä lukemat kertovat millä tasolla viimeiset havainnot ovat verrattuna saman signaalin pidemmän ajan jakaumaan. Sumeat luokitukset syötetään päättely-koneistoon, johon on konfiguroitu tunnettuja venttiilivikoja, eri signaalien High/Normal/Low kombinaationa. Päättelyn tuloksena saadaan siten arvio venttiilin tilasta sekä yhteensopivuus tunnettujen vikojen kanssa. Jokaiselle venttiilille lasketaan yksi suorituskykyyn liittyvä tunnusluku eli suorituskykyin-deksi (Pl), jota voidaan seurata myös trendinä. Luku on väliltä 0-1, missä suurempi luku on tarkoittaa parempaa suorituskykyä. Pl = 1 tarkoittaa että venttiili on OK, Pl = 0 merkitsee kaikkein huonointa tilannetta toimivuuden suhteen. Suorituskykyindeksin kehitystä seuraamalla pyritään ennakoimaan vikojen syntymistä.
Mats Friman et ai, Managing Adaptive Process Monitoring: New Tools and Case Examples, Conference: The 15th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED'07), Athens, Greece, 2007 esittää samanlaisen kunnonvalvonnan, joka perustuu ehdollisiin histogrammeihin.
Keksinnön yhteenveto
Keksinnön tavoitteena on kehittää parannettu menetelmä ja laitteisto prosessiteollisuuden venttiilin kunnonvalvontaan. Tässä selostuksessa venttiilillä ymmärretään mitä tahansa teollisuusprosessissa käytettävän sulku- tai säätöventtiilin, venttiiliä operoivan toimilaitteen ja toimilaitetta ohjaavan venttii-liohjaimen yhdistelmää. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä huomioidaan prosessin tila monitoroitaessa venttiilin kuntoa ja suorituskykyä. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti käytetään prosessimittauksia venttiilin kunnonvalvonnassa venttiilin sisäisten mittausten lisäksi siten, että prosessimittaukset yksilöivät toimintapisteen, jossa venttiili operoi ja venttiilin sisäisiä mittauksia seurataan näissä toimintapisteissä muutosten havaitsemiseksi ja venttiilin kunnon määrittämiseksi. Kun venttiilin toimintaa verrataan vain samassa toimintapisteessä tehtyihin referenssimittauksiin päästään muutosten seurannassa huomattavasti tarkempaan lopputulokseen, koska näin huomioidaan venttiilin kunnonvalvontaa vaikeuttavat ”epälineaarisuudet” ja eliminoidaan niiden vaikutus kunnonvalvonnassa.
Eräs venttiilin vikadiagnostiikan haasteita on tunnistaa riittävän luotettavasti toimilaitteen ja venttiilin kitkaongelmat asennoittimessa olevista vioista. Ongelmana tässä on se, että asennoittimen viat, kuten luistin likaantuminen, aiheuttavat venttiilipaketin dynamiikan kannalta samantapaisia seurauksia kuin toimilaitteen tai venttiilin kitka- tai jumiutumisongelmat. Toisaalta venttiilin kitkaongelman erottaminen toimilaitteen kitkaongelmasta riittävän ajoissa on haasteellinen tehtävä, mutta tärkeä seikka ajatellessa venttiilin huoltoa. Eräässä suoritusmuodossa menetelmä huomioi venttiilin yli vaikuttavan paine-eron ja avauskulman muutokset. Näin venttiilin kunnonvalvonnasta saadaan merkittävästi tarkempi, koska pystytään mm. ottamaan huomioon venttiilin kuormaan (kitka, dynaaminen momentti) oleellisesti vaikuttavan paine-eron muuttuminen.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmä venttiilin kunnonvalvontaan käsittää vaiheet: kerätään teollisuusprosessissa toimivan venttiiliin toimintaa kuvaavaa suorituskykymuuttujadataa, muodostetaan venttiilin tietyn suorituskykymuuttujan pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma mainitun kerätyn suori-tuskykymuuttujadatan perusteella, muodostetaan venttiilin mainitun suorituskykymuuttujan lyhyen aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen jakauma, muodostetaan venttiilin mainitun suorituskykymuuttujan pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma, analysoidaan venttiilin nykykuntoa vertaamalla lyhyen aikavälin tilastollista jakaumaa pitkän aikavälin tilastolliseen referenssijakaumaan, kerätään teollisuusprosessin toimintapistettä kuvaavaa toimintapis-temuuttujadataa, muodostetaan mainittu venttiilin tietyn suorituskykymuuttajan lyhyen aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen jakauma erikseen teollisuusprosessin useassa toimintapisteessä, muodostetaan mainittu venttiilin tietyn suorituskykymuuttujan pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma erikseen teollisuusprosessin useassa toimintapisteessä, mainitussa analysoinnissa analysoidaan venttiilin nykykuntoa vertaamalla lyhyen aikavälin tilastollista jakaumaa eri toimintapisteissä vastaavien toimintapisteiden pitkän aikavälin referenssijakaumiin.
Keksinnön suoritusmuodon mukaisesti mainittu teollisuusprosessin toimintatilaa kuvaava muuttuja käsittää ainakin yhden seuraavista muuttujista: paine-ero venttiilin yli, venttiilille tuleva ohjaus, venttiilin asento, instrumentti-ilman paine, paine ennen venttiiliä tai muu teollisuusprosessista mitattu suure, joka on verrannollinen paine-eroon venttiilin yli.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti mainitut teollisuusprosessin toimintatilaa kuvaavat muuttujat huomioidaan venttiilin kitkakuorman ja/tai toimilaitteen kuormituskertoimen muutosten seurannassa.
Keksinnön suoritusmuodon mukaisesti mainittu venttiilin tietty suori-tuskykymuuttuja on yksi seuraavista: tasapainotilan säätövirhe, tasapainotilan säätövirheen keskihajonta, dynaamisen tilan säätövirhe, kitka, tasapainotilan kitka, liikkeellelähtökuorma, luistiventtiilin asento, luistiventtiilin asennon keskihajonta, suunnanvaihtojen lukumäärä, suunnanvaihtojen ja liikemäärän suhde.
Keksinnön suoritusmuodon mukaisesti saadaan analyysin tuloksena tieto suorituskykymuuttujan muutoksista eri toimintapisteisteissä, lasketaan saaduista tiedoista yksi yhteinen normalisoitu suoritusky-kyindikaattori, verrataan suorituskykyindikaattorin arvoa kynnysarvoon, tulkitaan venttiilin toiminta epänormaaliksi, kun suorituskykyindeksin arvo saavuttaa mainitun kynnysarvon.
Keksinnön suoritusmuodon mukaisesti saadaan analyysin tuloksena paikallistettua venttiilin tai toimilaitteen kitkaongelma vertaamalla toimilaitteen kuormituskertoimen ja venttiilin kuormituskertoimen muuttumista suhteessa toisiinsa.
Piirrosten lyhyt selitys
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin esimerkinomaisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:
Kuvio 1 esittää esimerkinomaista hajautettua automaatiojärjestelmää;
Kuviot 2A ja 2B havainnollistavat venttiilin epälineaarista toimintaa dynaamisen momentin Mdyn osalta ja vastaavasti kitkakuorman Mvaive osalta;
Kuvio 3 esittää keksinnön erään esimerkkisuoritusmuodon mukaisen kunnonvalvontajärjestelyn toiminnallisen lohkokaavion;
Kuvio 4 havainnollistaa venttiilin kuormituskertoimen histogrammeja eri toimintapisteissä (Δρ, ivai/hvai);
Kuvio 5 havainnollistaa venttiilin kuormituskertoimen histogrammeja eri toimintapisteissä (Apvaive, hvaive, Ps);
Kuvio 6 havainnollistaa venttiilin kuormituksen histogrammeja eri toimintapisteissä (Apvaive, hvaive); kuvio 7 havainnollistaa anturoinnin sijoittamista säätöventtiiliin venttiilin kuorman aiheuttaman kokonaismomentin ja venttiilin yli olevan paine-eron määrittämiseksi; ja
Kuvio 8 on kuvaaja, joka esittää esimerkin suorituskykyindeksin muuttumisesta ajan funktiona.
Esimerkkisuoritusmuotojen yksityiskohtainen selitys
Keksinnön esimerkkisuoritusmuotojen mukaisessa menetelmässä huomioidaan prosessin tila monitoroitaessa venttiilin kuntoa ja suorituskykyä. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti käytetään prosessimittauksia venttiilin kunnonvalvonnassa venttiilin sisäisten mittausten lisäksi siten, että prosessimittaukset yksilöivät toimintapisteen, jossa venttiili operoi ja venttiilin sisäisiä mittauksia seurataan näissä toimintapisteissä muutosten havaitsemiseksi ja venttiilin kunnon määrittämiseksi. Kun venttiilin toimintaa verrataan vain samassa toimintapisteessä tehtyihin referenssimittauksiin päästään muutosten seurannassa huomattavasti tarkempaan lopputulokseen, koska näin huomioidaan venttiilin kunnonvalvontaa vaikeuttavat ”epälineaarisuudet” ja eliminoidaan niiden vaikutus kunnonvalvonnassa.
Keksintöä voidaan soveltaa venttiilien kunnonvalvontaan missä tahansa prosessissa tai automaatiojärjestelmässä. Automaatiojärjestelmä voi olla yksittäinen ohjelmoitava logiikkalaite tai vaikka koko tehtaan toiminnan ohjaamiseen tarkoitettu järjestelmä. Kuviossa 1 on kaavamaisesti havainnollistettu esimerkinomaista hajautettua automaatiojärjestelmää, jonka yhteydessä keksinnön esimerkkisuoritusmuotoja voidaan soveltaa. Kokonaisen tehtaan, esimerkiksi paperitehtaan, tuotannollista toimintaa ohjaavan automaatiojärjestelmän keskusyksikkönä toimii tyypillisesti valvomoasema, joka rakentuu esimerkiksi yhdestä tai useammasta valvomotietokoneesta 1. Automaatiojärjestelmä voi käsittää prosessiväylän/verkon 3 ja/tai valvomoväylän/verkon 2, joiden avulla eri prosessin ohjauksen komponentit tai tietokoneet tai on kytketty toisiinsa. Valvomoväylä/verkko 2 voi kytkeä automaatiojärjestelmän käyttöliittymän komponentit yhteen. Valvomoväylä/verkko 2 voi olla esimerkiksi paikallisverkko, joka perustuu standardiin Ethernet-tekniikkaan. Prosessiväylä/verkko 3 voi puolestaan kytkeä prosessiohjauksen komponentit yhteen. Prosessiväylä/verkko 3 voi perustua esimerkiksi deterministiseen token passing -protokollaan. Prosessiohjaimet saattavat olla kytkettyjä myös valvomoverkkoon 3, mikä mahdollistaa prosessinohjainten ja käyttöliittymien välisen kommunikoinnin. Prosessiverkkoon 3 voi olla kytkettynä myös yksi tai useampi liitäntäyksikkö tai I/O (input/output) yksikkö, johon liittyvät ohjausväylät 5, joista käytetään yleisesti nimitystä kenttäväylä. Kenttäväylät liittävät kentällä olevat yksittäiset kenttälaitteet 6-1, 6-2,... ,6-N, kuten toimilaitteet, venttiilit, pumput ja anturit, valvomotietokoneisiin 1. Esimerkkejä kenttäväylätyypeistä ovat Foundation Fieldbus, Profibus ja FIART. Esimerkki tällaisesta hajautetusta automaatiojär jestelmästä on MetsoDNA (DNA, Dynamic Network of Applications), jota toimittaa Metso Automation Inc. On kuitenkin huomattava, että kuviossa 1 on esitetty vain yksi esimerkki automaatiojärjestelmästä eikä keksinnön sovellusaluetta ole tarkoitus rajoittaa mihinkään tiettyyn automaatiojärjestelmän toteutukseen.
Kenttälaite voi olla esimerkiksi säätöventtiili, joka on varustettu älykkäällä venttiiliohjaimella. Älykkään venttiilinohjaimen toiminta voi perustua mikro-ohjaimeen, kuten mikroprosessoriin (μΡ), joka säätelee venttiilin asentoa kenttäväylältä saatavan ohjausinformaationperusteella. Venttiilinohjain on edullisesti varustettu venttiilin aseman eli asennon mittauksella, minkä lisäksi voidaan mitata monia muita suureita, kuten paineilman syöttöpaine (ps), paine-ero (Aptoimiiaite) toimilaitteen männän yli tai lämpötila, joita saatetaan tarvita venttiilin itsediagnostiikassa tai jotka venttiiliohjain lähettää sellaisenaan tai jalostettuina diagnostiikkatietoina automaatiojärjestelmän valvomotietokoneelle, prosessiohjaimelle, kunnonvalvontatietokoneelle tai vastaavalle ylemmän tason yksikölle kenttäväylän kautta. Esimerkki tällaisesta älykkäästä venttiili-ohjaimesta on Neles ND9000, jota valmistaa Metso Automation Inc.
Kuvion 1 esimerkkisuoritusmuodon automaatiojärjestelmään on lisäksi liitetty kunnonvalvontatietokone 9, jolla valvotaan kenttälaitteiden kuntoa. Kunnonvalvontatietokone 9 voi olla osana automaatiojärjestelmää, jolloin se edullisesti kommunikoi kenttälaitteiden kanssa prosessiväylän ja kenttäväylien kautta. Vaikka kunnonvalvontatietokone 9 on kuviossa 1 esitetty erillisenä laitteena, se voi myös olla osa automaatiojärjestelmän valvomotietokonetta tai ohjelmistoa tai jotain muuta automaatiojärjestelmän asemaa tai ohjelmistoa. Kunnonvalvontatietokone 9 voi myös olla automaatiojärjestelmästä erillinen, jolloin se voi kytkeytyä kenttäväyliin oman liitäntäyksikön 10 kautta (esim. HART-multiplekseri HART-kenttälaitteille tai ISA- tai PCI -kortti tai -gateway PROFIBUS-kenttälaitteille), jonka l/O-portti/portit 11 on liitetty (katkoviivat 11 kuvaavat liitäntäväyliä) kenttäväylään/väyliin 5 ja jonka toinen puoli on kytketty sopivalla tiedonsiirtoväylällä kunnonvalvontatietokoneeseen 9. Kunnonvalvontatietokone 9 kerää kenttälaitteiden tarjoamaa diagnostiikkatietoa ja statustie-toa ja varoittaa käyttäjää mahdollisista ongelmista ennen kuin niistä ehtii aiheutua haittaa prosessille. Kukin kenttälaite tuottaa itse tiedot statuksestaan ja kunnonvalvontatietokone lukee nämä tiedot kenttälaitteelta kenttäväylän kautta. Esimerkki tämäntyyppisestä valvontatietokoneesta tai -ohjelmistosta on FieldCare™-ohjelmisto, jota toimittaa Metso Automation Inc.
Kenttälaitteilta saatavia diagnostiikka- ja mittaustietoja voidaan tallentaa sopiviin tietokantoihin, kuten prosessitietokanta 7 ja kunnonvalvonta-tietokanta 8. Prosessitietokanta 7 voi esimerkiksi säilyttää automaatiojärjestelmän tekemiä prosessimittauksia venttiilin ympäristöstä, kuten esimerkiksi paine-ero venttiilin yli (Apvaive) sekä venttiilille tuleva ohjaus (ivai) tai venttiilin asento (hvai). Jos paine-eroa venttiilin yli ei tunneta, niin useissa tapauksissa tulo-putkiston paine on riittävä prosessithan määrittämiseksi. Kunnonvalvontatieto-kanta 8 voi säilyttää esimerkiksi mittauksia ja diagnostiikkatietoja, joiden muutoksia seurataan venttiilin kunnon selvittämiseksi, kuten esimerkiksi kuormitus-kerroin (LF, load factor), säätövirhe (ΔΕ, deviation) ja suunnanvaihtojen ja venttiilin liikemäärän suhde (CR, counters ratio). Kuormituskerroin (Load Factor) LF kuvaa tarvittavaa vääntömomenttia suhteessa käytettävissä olevaan vääntömomenttiin. Esimerkiksi kuormituskertoimen arvo 62% tarkoittaa, että toimilaitteen maksimivääntömomentista tarvitaan 62% venttiilin avaamiseen. Korkea kuormituskerroin indikoi suurta kitkaa tai että toimilaite on alimitoitettu. Toisin sanoen 100% kuormituskerroin indikoi, että todellinen kuormitus voi ylittää käytettävissä olevan vääntömomentin. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa toimilaitteen kuormituskerroin LF määritetään suureena Apt0imiiaite/ps eli jakamalla toimilaite-venttiiliyhdistelmän liikkeellelähtöpaine-ero (paine-ero Aptoimiiaite toimilaitteen männän yli) syöttöpaineella ps. Säätövirhe (deviation) tarkoittaa poikkeamaa tai virhettä asetusarvon (setpoint value) ja venttiilin todellisen asennon välillä. Muita esimerkkejä mahdollisista suorituskykyni uuttu-jista ovat tasapainotilan säätövirhe, tasapainotilan säätövirheen keskihajonta, dynaamisen tilan säätövirhe, kitka, tasapainotilan kitka, liikkeellelähtökuorma, asennoittimen tai venttiiliohjaimen luistiventtiilin asento, luistiventtiilin asennon keskihajonta, suunnanvaihtojen lukumäärä, suunnanvaihtojen ja liikemäärän suhde.
Keksinnön eräiden suoritusmuotojen mukaisesti mainitut teollisuusprosessin toimintatilaa kuvaavat muuttujat huomioidaan venttiilin kitkakuorman ja/tai toimilaitteen kuormituskertoimen muutosten seurannassa. Keksinnön eräissä esimerkkisuoritusmuodoissa kunnonvalvonta huomioi venttiilin yli vaikuttavan paine-eron Apvaive ja venttiilin avauskulman hvaive muutokset. Näin venttiilin kunnonvalvonnasta saadaan merkittävästi tarkempi, koska pystytään mm. ottamaan huomioon venttiilin kuormaan (kitka, dynaaminen momentti) oleellisesti vaikuttavan paine-eron muuttuminen. Venttiilin epälineaarista toi mintaa on havainnollistettu dynaamisen momentin Mdyn osalta kuviossa 2Aja kitkakuorman Mvaive osalta kuviossa 2B.
Kuvio 3 esittää keksinnön erään esimerkkisuoritusmuodon mukaisen kunnonvalvontajärjestelyn toiminnallisen lohkokaavion. Mittaukset ja diag-nostiikkatiedot, joiden muutoksia seurataan venttiilin kunnon selvittämiseksi, luetaan esimerkiksi venttiilien kunnonvalvontajärjestelmän tietokannasta 8. Esimerkissä käytettävät mittaukset sisältävät kuormituskertoimen (LF, load factor), säätövirheen (ΔΕ, deviation) ja/tai suunnanvaihtojen ja venttiilin liikemäärän suhteen (CR, counters ratio), näihin kuitenkaan keksintöä rajoittamatta. Toimintapisteen määrittämiseen voidaan käyttää esimerkiksi automaatiojärjestelmän tekemiä prosessimittauksia venttiilin ympäristöstä. Nämä prosessini it-taustiedot saadaan esimerkiksi prosessitietokannasta. Esimerkissä nämä prosessini ittaustiedot sisältävät paine-eron venttiilin yli (Δρ) sekä venttiilille tulevan ohjauksen/syöttöpaineen (ivai) tai venttiilin asennon (hvai), näihin kuitenkaan keksintöä rajoittamatta. Jos paine-eroa venttiilin yli ei tunneta, voidaan käyttää esimerkiksi tuloputkiston painetta tai muuta painemittausta prosessitilan määrittämiseen. Synkronointi- ja suodatuslohko 31 suodattaa aluksi mittauksista epäolennaiset pois ja synkronoi eri mittaustiedot ajallisesti toisiinsa. Ana-lyysilohko 32 käyttää näitä suodatettuja mittaustietoja monitilamonitoroinnissa (Multi-State Monitoring - MUST) ja analysoinnissa, jossa pystytään huomioimaan prosessin tila monitoroitaessa laitteiden kuntoa ja suorituskykyä. Monitilamonitoroinnissa verrataan eri toimintapisteissä tehtyjä uusia venttiilimittauk-sia vastaavissa toimintapisteissä kerättyyn historiaan. Tämä voi tapahtua muodostamalla tarkkailtavalle venttiilimittaukselle (esim. LF) kussakin proses-sipisteessä lyhyen aikavälin mittauksiin perustuva jakauma eli histogrammi (Short term histogram), jossa tarkkailtavan muuttujan arvot jaetaan useisiin koreihin (esimerkiksi kuormituskerroin jaetaan esimerkiksi kymmeneen arvoko-riin). Lisäksi muodostetaan toimintapistekohtaiset referenssijakaumat, joista kukin kuvaa tarkkailtavan muuttujan pitkän aikavälin mittauksiin perustuvaa jakaumaa eli histogrammia (Long term histogram). Toimintapisteet on muodostettu jakamalla toimintapistemuuttujat useisiin koreihin (esimerkiksi paine-erolle Apvaive 5 koria ja venttiilin avauskulmalle hvaive 6 koria). Tätä on havainnollistettu kaavamaisesti kuviossa 4, jossa on esitetty joukko histogrammeja eri toimintapisteissä (Δρ, ivai/hvai). Analyysilohkon 32 ulostulona saadaan tieto venttiilim it-tausten (esim. LF, ΔΕ, CR) muutoksista eri toimintapisteissä. Näistä muutoksista integroidaan kullekin venttiilille yksi suure, suorituskykyindeksi tai ”Valve
Trigger”, joka kertoo venttiilin toiminnan muutoksista. Tälle suureelle voidaan myös asettaa hälytysraja, jonka saavuttaminen aiheuttaa hälytysraportin, häly-tyssignaalin tai hälytysviestin generoinnin, lähettämisen ja/tai esittämisen kun-nossapitohenkilölle tai vastaavalle.
Keksinnön eräissä suoritusmuodoissa jokaiselle venttiilille lasketaan yksi suorituskykyyn liittyvä tunnusluku eli suorituskykyindeksi (Pl), jota voidaan seurata myös trendinä. Luku on väliltä 0-1, missä suurempi luku on tarkoittaa parempaa suorituskykyä. Pl = 1 tarkoittaa että venttiili on OK, Pl = 0 merkitsee kaikkein huonointa tilanne toimivuuden suhteen. Suorituskykyindeksi voi esimerkiksi kuvata mikä on ”hyvien” tai ”huonojen” mittausarvojen suhteellinen osuus mittauksista. Suorituskykyindeksin kehitystä seuraamalla pyritään ennakoimaan vikojen syntymistä. Kuvio 8 on kuvaaja, joka esittää esimerkin suori-tuskykyindeksuorituskykyindeksin muuttumisesta ajan funktiona. Hälytysraja on asetettu arvoon 0,1, jonka alittaminen aiheuttaa hälytyksen.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa venttiili-toimilaitteen kuormi-tuskertoimen tarkkailua varten määritetään toimintapiste käyttäen asennoitti-men tai venttiiliohjaimen instrumentti-ilman syöttöpainetta (ps), paine-eroa venttiilin yli (Apvaive) ja venttiilin avauskulmaa (hvaive)· Nämä tekijät huomioimalla saadaan kompensoitua toimilaitteesta mitattuun venttiili-toimilaiteyhdistelmän kuormituskertoimeen luonnollisesti vaikuttavat epälineaarisuudet. Vertailtaessa kuormituskerrointa LF ikään kuin pienissä tilaelementeissä (kolmiulotteisessa avaruudessa (ps, Apvaive, hvaive)), joissa asennoittimen syöttöpaine, venttiilin avautuma ja venttiilin yli vaikuttava paine-ero on vakio, saadaan tarkasti selvitettyä kuormituskertoimen muutokset koskien toimilaitteen tai venttiilin kitka- tai jumiutumisongelmaa. Tätä tilannetta on havainnollistettu kuviossa 5, missä verrataan pitkäaikaista kuormituskertoimen tilastollista jakautumaa lyhytaikaiseen kuormituskertoimen tilastolliseen jakautumaan. Poikkeamat kertovat toi-milaite-venttiiliyhdistelmän kitka- tai jumiutumisongelmasta tietyssä säätövent-tiilin toimintatilassa eli tilaelementissä (ps, Apvaive, hvaive)· Poikkeamalle voi olla asetettu hälytysraja(t), jonka saavuttaminen aiheuttaa hälytysraportin, hälytys-signaalin tai hälytysviestin generoinnin, lähettämisen ja/tai esittämisen kunnos-sapitohenkilölle tai vastaavalle. Kuvion 5 tyyppiset histogrammit yhdelle tai useammalle toimintapisteelle voidaan esittää kunnossapitohenkilölle tai vastaavalle reaaliajassa, tarvittaessa tai esimerkiksi mainitun hälytysrajan saavuttamisen jälkeen.
Keksinnön eräässä esimerkkisuoritusmuodossa venttiili-toimilaite-yhdistelmän vika (kitka- tai jumiutumisongelma) voidaan havaitsemisen jälkeen paikallistaa venttiiliin tai toimilaitteeseen käyttäen jälleen apuna MUST-mene-telmää. Tässä suoritusmuodossa seurataan tai monitoroidaan venttiilin kuorman aiheuttaman kokonaismomentin (Mvaive) muuttumista. Venttiilin kuorman suuruus muodostuu (riippuen venttiilityypistä) tiivistekitkasta, poksikitkasta, tu-kilaakereiden kitkasta, painelaakerin kitkasta ja/tai venttiilin dynaamisesta momentista. Venttiilin yli vaikuttava paine-ero (Apvaive) on näissä tärkeä huomioonotettava tekijä avauskulman (hvaive) ohella (dynaaminen momentti). Kuviossa 6 on esitetty havainnollistava kuva tietyssä toimintapisteessä tai tilassa (Δρνθίνβ, hvaive) tapahtuvasta venttiilin kuorman (Mvaive) monitoroinnista ja pitkäaikaisen kuorman (long term histogram) sekä hetkellisen kuorman (short term histogram) vertailusta. Poikkeama pitkäaikaisen ja hetkellisen kuorman välillä kertoo jälleen kasvavasta venttiilin kitka- tai jumiutumisongelmasta. Tärkeinä huomioitavina tekijöinä (selittävinä tekijöinä) ovat venttiilin yli vaikuttava paine-eroja venttiilin avauskulma.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa venttiilin yli vaikuttavaa paine-eroa (Apvaive) ei mitata tai käytetä vaan ainoana huomioitavana tekijänä (selittävänä tekijänä) käytetään venttiilin avauskulmaa hvaive· Tämä vastaa tapausta, jossa kuviossa 6 tarkastellaan vain alimman rivin histogrammeja.
Venttiilin tai toimilaitteen kitka- tai jumiutumisongelma voidaan paikallistaa esimerkiksi seuraavasti: a) Venttiili-toimilaiteyhdistelmän kuormituskertoimen LF kasvaminen indikoi kitka- tai jumiutumisongelmaa venttiilissä tai toimilaitteessa.
b) Venttiilin kuorma (Mvaive) kasvaminen samalla kun venttiili-toimi-laiteyhdistelmän kuormituskerroin LF kasvaa indikoi kitka- tai jumiutumisongelmaa venttiilissä.
c) Venttiilin kuormitus (Mvaive) pysyy vakiona, mutta venttiili-toimi-laiteyhdistelmän kuormituskerroin LF kasvaa, mikä indikoi toimilaitteen kitka-tai jumiutumisongelmaa (esim. vipumekanismin kitka- tai jumiutumisongelma).
d) Tapauksissa missä samanaikaisesti kehittyy sekä venttiilin että toimilaitteen kitka- tai jumiutumisongelma saadaan ongelma esiin seuraamalla MUST-menetelmällä toimilaite-venttiiliyhdistelmän kuormituskertoimen LF suhdetta venttiilin kuormitukseen (MvaiVe) tie tietyssä toimintapisteessä. Jos suhde pysyy likimain vakiona, se indikoi, että sekä toimilaitteen että venttiilin puolella tapahtuu kitkan kasvua. Tällöin selittävinä tekijöinä ovat samat tekijät kuin kuviossa 4.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kokonaismomentti (Mvaive) määritetään käyttämällä apuna venymäliuskaa 74 tai venymäliuskoja, joka sijoitetaan venttiilin akselille 73 toimilaitteen 71 ja venttiilin kotelon 72 liitoskohtaan esimerkiksi kuviossa 7 esitetyllä tavalla. Momentin vaikutuksesta akseli 73 kiertyy ja siihen liitetty venymäliuska venyy, jolloin mittaamalla venymäliuskan resistanssin muutos saadaan akselin 73 jännitys ja sitä kautta momentti mitattua. Tarkkaa venttiilin momentin arvoa ei tarvitse selvittää vaan resistanssin muutoksen mittaaminen riittää, koska MUST-menetelmä sallii epäsuorat mittaukset. Lämpötilan muutosten ja ei-haluttujen voimien vaikutusten vähentämiseksi voidaan käyttää Wheatstonen siltaan kytkettyä venymäliuskaa tai venymäliuskoja. Wheatstonen silta koostuu neljästä vastuksesta, jotka on asennettu kulmallaan seisovan neliön muotoiseen kuvioon. Syöttöjänniteitä lisätään ylä- ja alakulmista, ja tulojännitettä mitataan jäljelle jäävistä kulmista. Jos tulojännite on nolla, silta on tasapainossa, eli siltaan ei kohdistu ulkoisia voimia (venttiilin akseli ei väänny tai jännity, kun toimilaite avaa tai sulkee venttiiliä). Sillan vastuksista yksi tai useampi voi olla venymäliuska. Venymäliuska-antureissa jokaisen vastuksen paikalla on edullisesti venymäliuska. Jos johonkin liuskoista kohdistuu ulkoinen voima (kuten venttiilin akselin vääntyessä kasvaneen momentin seurauksena), on silta epätasapainossa. Koska liuskoja on neljä, kohdistuu kyseinen voima luonnollisesti kaikkiin neljään liuskaan. Tämä voima aiheuttaa liuskoissa resistanssin muutoksen, joka voidaan mitata ja näin ollen muuttaa halutuksi yksiköksi, esimerkiksi jännitesignaaliksi. Tämä mittaustieto voidaan viedä langallisesti tai langattomasti esimerkiksi venttii-linohjaimelle 75, josta se välitetään kenttäväylän kautta esimerkiksi kunnonval-vontatietokoneelle. Kuviossa 7 on havainnollistettu langatonta yhteyttä, jolloin venttiilinohjaimessa 75 on langaton vastaanotin 76.
Paine-ero (Apvaive) venttiilin yli voidaan mitata esimerkiksi venttiilin molemmille puolille sijoitetuilla paineantureilla 77 ja 78, kuten kuviossa 7 on havainnollistettu. Paineanturit 77 ja 78 voi olla kytketty langallisesti tai langattomasti venttiilinohjaimeen 75. Kuviossa 7 on havainnollistettu langatonta yhteyttä, jolloin venttiilinohjaimessa 75 on langaton vastaanotin 76. Jos venttiilin paine-eroa (Apvaive) ei tunneta (mitata), voidaan useissa sovelluksissa venttiilin avautumaa (hvaive) käyttää kuvaamaan myös venttiilin yli vaikuttavaa paine-eroa (selkeä korrelaatio venttiilin avautuman ja tilavuusvirran välillä). Voidaan myös käyttää esimerkiksi tuloputkiston painetta tai muuta painemittausta prosessithan määrittämiseen.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa venttiilin yli vaikuttava paine-ero (Apvaive) määritetään auki-ja kiinnisuuntaan mitattujen kuormituskertoimien LF erotuksen avulla. Kuormituskertoimien erotus kuvaa venttiilin dynaamisen momentin suuruutta, joka puolestaan on verrannollinen venttiilin yli vaikuttavaan paine-eroon.
Edellä oleva esimerkkisuoritusmuotojen kuvaus on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksintöä. Keksintö voi saada erilaisia muunnelmia ja suoritusmuotoja oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (12)

1. Menetelmä venttiilin kunnonvalvontaan, joka menetelmä käsittää: kerätään (8) teollisuusprosessissa toimivan venttiiliin (6-1) toimintaa kuvaavaa suorituskykymuuttujadataa (LF, ΔΕ, CR), muodostetaan venttiilin (6-1) tietyn suorituskykymuuttujan pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma mainitun kerätyn suorituskykymuuttujadatan (LF, ΔΕ, CR) perusteella, muodostetaan venttiilin (6-1) mainitun suorituskykymuuttujan (LF, ΔΕ, CR) lyhyen aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen jakauma, muodostetaan venttiilin (6-1) mainitun suorituskykymuuttujan (LF, ΔΕ, CR) pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma, analysoidaan venttiilin (6-1) nykykuntoa vertaamalla lyhyen aikavälin tilastollista jakaumaa pitkän aikavälin tilastolliseen referenssijakaumaan, tunnettu siitä, että kerätään (7) teollisuusprosessin toimintapistettä kuvaavaa toimintapistein uuttujadataa (Apvalve, h valve, Ps), muodostetaan (32) mainittu venttiilin (6-1) tietyn suorituskykymuut-tajan (LF, ΔΕ, CR) lyhyen aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen jakauma erikseen teollisuusprosessin useassa toimintapisteessä (Apvaive, hvaive, Ps), muodostetaan (32) mainittu venttiilin (6-1) tietyn suorituskykymuuttujan (LF, ΔΕ, CR) pitkän aikavälin käyttäytymistä kuvaava tilastollinen referenssijakauma erikseen teollisuusprosessin useassa toimintapisteessä (ApvaiVe, hvaive, F s), mainitussa analysoinnissa analysoidaan venttiilin (6-1) nykykuntoa vertaamalla lyhyen aikavälin tilastollista jakaumaa eri toimintapisteissä (Apvaive, hvaive, Ps) vastaavien toimintapisteiden pitkän aikavälin referenssijakaumiin, mainittu venttiilin tietty suorituskykymuuttuja on yksi seuraavista: venttiilin kitkakuorma, toimilaitteen kuormituskerroin, tasapainotilan säätövirhe, tasapainotilan säätövirheen keskihajonta, dynaamisen tilan säätövirhe, kitka, tasapainotilan kitka, liikkeellelähtökuorma, luistiventtiilin asento, luistiventtiilin asennon keskihajonta, suunnanvaihtojen lukumäärä, suunnanvaihtojen ja liikemäärän suhde.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua teollisuusprosessin toimintatilaa kuvaava muuttuja käsittää ainakin yhden seuraavista muuttujista: paine-ero venttiilin yli, venttiilille tuleva oh jaus, venttiilin asento, instrumentti-ilman paine, paine ennen venttiiliä tai muu teollisuusprosessista mitattu suure, joka on verrannollinen paine-eroon venttiilin yli.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saadaan analyysin tuloksena tieto suorituskykymuuttujan muutoksista eri toimintapisteisteissä, lasketaan saaduista tiedoista yksi yhteinen normalisoitu suoritus-kykyindikaattori, verrataan suorituskykyindikaattorin arvoa kynnysarvoon, tulkitaan venttiilin toiminta epänormaaliksi, kun suorituskykyindeksin arvo saavuttaa mainitun kynnysarvon.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että saadaan analyysin tuloksena paikallistettua venttiilin tai toimilaitteen kitkaongelma vertaamalla toimilaitteen kuormituskertoimen ja venttiilin kuorma-kertoimen muuttumista suhteessa toisiinsa.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, venttiilin yli vaikuttava paine-ero määritetään auki- ja kiinnisuuntaan mitattujen toimilaitteen kuormituskertoimien tai venttiilin kuormakertoimien erotuksen avulla.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarkkaillaan venttiilin kuormakerrointa ja toimilaitteen kuormitusker-rointa erikseen useissa toimintapisteissä, jotka määritetään käyttäen asennoit-timen instrumentti-ilman syöttöpainetta, paine-eroa venttiilin yli ja venttiilin ava-uskulmaa.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verrataan pitkäaikaista kuorma-ja/tai kuormituskertoimen tilastollista jakautumaa lyhytaikaiseen kuorma- ja/tai kuormituskertoimen tilastolliseen jakautumaan mainituissa toimintapisteissä, havaitaan toimilaitteen tai venttiilin kitka- tai jumiutumisongelma tietyssä toimintapisteessä, kun lyhytaikaisen kuorma- ja/tai kuormituskertoimen tilastollisen jakauman ja pitkäaikaisen kuorma-ja/tai kuormituskertoimen tilastollisen jakauman välillä on poikkeama tässä toimintapisteessä.
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaistaan kitka- tai jumiutumisongelma venttiilissä tietyssä toimintapisteessä, kun toimilaitteen kuormituskerroin kasvaa ja venttiilin kuorma kasvaa saman aikaisesti.
9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaistaan kitka- tai jumiutumisongelma toimilaitteessa tietyssä toimintapisteessä, kun toimilaitteen kuormituskerroin kasvaa mutta venttiilin kuorma pysyy vakiona.
10. Patenttivaatimuksen 6, 7, 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaistaan kitkan lisääntyminen sekä venttiilissä että toimilaitteessa tietyssä toimintapisteessä, kun toimilaitteen kuormituskerroin kasvaa ja sen suhde venttiilin kuormaan pysyy oleellisesti vakiona.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään venttiilin kuorma mittaamalla toimilaitteen ja venttiilin välisen akselin kiertojännitys.
12. Laitteisto, joka käsittää välineet jokin patenttivaatimuksen 1-11 mukaisen menetelmän vaiheiden suorittamiseksi.
FI20090000A 2009-01-09 2009-01-09 Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan FI125797B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20090000A FI125797B (fi) 2009-01-09 2009-01-09 Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan
CN201080006959.6A CN102308135B (zh) 2009-01-09 2010-01-04 用于阀的状态监测的方法和设备
RU2011133222/06A RU2509944C2 (ru) 2009-01-09 2010-01-04 Способ и устройство для мониторинга состояния клапана
EP10729123A EP2379923A1 (en) 2009-01-09 2010-01-04 Method and apparatus for condition monitoring of valve
BRPI1007374A BRPI1007374A8 (pt) 2009-01-09 2010-01-04 Método e aparelho para monitoramento da condição de estado de válvulas
US13/143,136 US9037281B2 (en) 2009-01-09 2010-01-04 Method and apparatus for condition monitoring of valve
PCT/FI2010/050001 WO2010079260A1 (en) 2009-01-09 2010-01-04 Method and apparatus for condition monitoring of valve

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20090000 2009-01-09
FI20090000A FI125797B (fi) 2009-01-09 2009-01-09 Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095012A0 FI20095012A0 (fi) 2009-01-09
FI20095012A FI20095012A (fi) 2010-07-10
FI125797B true FI125797B (fi) 2016-02-29

Family

ID=40329470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20090000A FI125797B (fi) 2009-01-09 2009-01-09 Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9037281B2 (fi)
EP (1) EP2379923A1 (fi)
CN (1) CN102308135B (fi)
BR (1) BRPI1007374A8 (fi)
FI (1) FI125797B (fi)
RU (1) RU2509944C2 (fi)
WO (1) WO2010079260A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688632C1 (ru) * 2018-05-21 2019-05-21 Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") Устройство контроля положения затвора штуцерного или фланцевого шарового крана

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169734B (zh) * 2011-01-26 2013-06-05 中广核工程有限公司 一种核电站阀门动作时间测试系统及方法
WO2013087972A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Metso Automation Oy A method of operating a process or machine
AR100120A1 (es) * 2014-04-04 2016-09-14 Fisher Controls Int Llc Sistema y método para controlar una válvula
CN106462151B (zh) * 2014-04-29 2019-12-13 美卓流体控制有限公司 泵-阀系统的性能监控
US10317855B2 (en) * 2016-05-31 2019-06-11 Yokogawa Electric Corporation Method for detection of diagnosing control valve stiction
US10877465B2 (en) 2016-10-24 2020-12-29 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process device condition and performance monitoring
US9934671B1 (en) * 2016-10-24 2018-04-03 Fisher Controls International Llc Valve service detection through data analysis
US10257163B2 (en) 2016-10-24 2019-04-09 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Secured process control communications
US10619760B2 (en) 2016-10-24 2020-04-14 Fisher Controls International Llc Time-series analytics for control valve health assessment
US10530748B2 (en) 2016-10-24 2020-01-07 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Publishing data across a data diode for secured process control communications
US10270745B2 (en) 2016-10-24 2019-04-23 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Securely transporting data across a data diode for secured process control communications
EP3318787A1 (de) * 2016-11-03 2018-05-09 VAT Holding AG Vakuumventilsystem zum geregelten betrieb eines vakuumprozesses
US11080660B2 (en) * 2017-03-20 2021-08-03 The Boeing Company Data-driven unsupervised algorithm for analyzing sensor data to detect abnormal valve operation
CN107991077B (zh) * 2017-11-28 2019-08-23 国电南瑞科技股份有限公司 一种水轮机调速器主配压阀故障诊断方法
FI128783B (fi) 2018-09-03 2020-12-15 Metso Flow Control Oy Venttiilin asennoitin ja diagnostiikkamenetelmä
JP7242321B2 (ja) * 2019-02-01 2023-03-20 エドワーズ株式会社 真空ポンプ及び真空ポンプの制御装置
CN112483897B (zh) * 2019-09-11 2023-01-10 中国石油天然气股份有限公司 监测调压阀出口处天然气流速的方法、装置及存储介质
CN110748692B (zh) * 2019-12-05 2021-11-23 无锡市经登自控阀门有限公司 一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法
FR3108381B1 (fr) * 2020-03-19 2022-06-10 Asco Sas Ensemble comportant une vanne et au moins un raccord

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2165303Y (zh) 1993-03-31 1994-05-18 沈阳市电器研究所 多功能阀位信号发讯器
US5710723A (en) * 1995-04-05 1998-01-20 Dayton T. Brown Method and apparatus for performing pre-emptive maintenance on operating equipment
JP3182717B2 (ja) 1996-06-06 2001-07-03 株式会社山武 調節弁異常検出方法および検出装置
FI104129B1 (fi) * 1996-06-11 1999-11-15 Neles Jamesbury Oy Menetelmä säätöventtiilin kunnon valvomiseksi
US7615893B2 (en) * 2000-05-11 2009-11-10 Cameron International Corporation Electric control and supply system
WO2002017028A1 (en) 2000-08-22 2002-02-28 Fisher Controls International, Inc. Method for detecting plug wear
US6382226B1 (en) 2001-04-17 2002-05-07 Fisher Controls International, Inc. Method for detecting broken valve stem
US6644131B2 (en) * 2001-10-18 2003-11-11 Fisher Controls International Llc Steam trap instrument module
CA2509716C (en) * 2003-01-29 2008-09-16 Michel K. Lovell Valve travel indicator
CN1736829A (zh) * 2004-08-21 2006-02-22 山东临工工程机械有限公司 装载机工作液压系统嵌入式故障诊断装置
US7567887B2 (en) 2004-09-10 2009-07-28 Exxonmobil Research And Engineering Company Application of abnormal event detection technology to fluidized catalytic cracking unit
CN100573381C (zh) * 2005-02-15 2009-12-23 Abb研究有限公司 用于过程控制系统的诊断设备
EP1872184B1 (en) * 2005-04-04 2011-05-25 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Statistical processing method for detection of abnormal situations
CN1710401B (zh) 2005-06-17 2010-09-22 上海宝钢工业检测公司 大型离心风机在线状态监测中的混沌控制方法
US7444191B2 (en) 2005-10-04 2008-10-28 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process model identification in a process control system
US7577548B1 (en) * 2006-03-04 2009-08-18 Hrl Laboratories Integrated framework for diagnosis and prognosis of components
US7912676B2 (en) 2006-07-25 2011-03-22 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Method and system for detecting abnormal operation in a process plant
CN201115807Y (zh) 2007-09-03 2008-09-17 辽宁环宇环保技术有限公司 脉冲袋式除尘器脉冲阀工作状态在线远程监测装置
US20100106458A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 Leu Ming C Computer program and method for detecting and predicting valve failure in a reciprocating compressor
US8955365B2 (en) 2008-12-23 2015-02-17 Embraer S.A. Performance monitoring and prognostics for aircraft pneumatic control valves

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688632C1 (ru) * 2018-05-21 2019-05-21 Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") Устройство контроля положения затвора штуцерного или фланцевого шарового крана

Also Published As

Publication number Publication date
US20110295407A1 (en) 2011-12-01
CN102308135B (zh) 2014-10-15
FI20095012A0 (fi) 2009-01-09
WO2010079260A1 (en) 2010-07-15
US9037281B2 (en) 2015-05-19
RU2509944C2 (ru) 2014-03-20
BRPI1007374A8 (pt) 2017-08-08
EP2379923A1 (en) 2011-10-26
BRPI1007374A2 (pt) 2016-02-16
FI20095012A (fi) 2010-07-10
CN102308135A (zh) 2012-01-04
RU2011133222A (ru) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125797B (fi) Menetelmä ja laitteisto venttiilin kunnonvalvontaan
US9727433B2 (en) Control valve diagnostics
US11385138B2 (en) Laboratory testing-based valve prognostics
CN112673321B (zh) 阀门定位器及诊断方法
DK2175256T3 (en) Systems and methods for sensor-level machine monitoring
EP2115608B1 (en) Heat exchanger fouling detection
EP2917704B1 (en) Method and apparatus for validating a field device in a control system
EP2843280B1 (en) Diagnostic method for detecting control valve component failure
JP5781309B2 (ja) 所定の移動区間にわたるプロセス制御パラメータの推定
JP2009505232A (ja) フィールドベースのアセット管理装置及びアーキテクチャ
US11275365B2 (en) Integration of online and offline control valve data
JP2015515663A (ja) 過程制御デバイスのための時刻印放射データ収集
KR101532843B1 (ko) 스마트 센서를 이용한 원전 유압밸브의 온라인 감시 시스템
WO2008085706A1 (en) Method and system for modeling behavior in a process plant
EP3418824B1 (en) Methods and apparatus for analyzing effects of friction on process control devices
Kiesbauer et al. SAMSON
Eryurek Field-based systems and advanced diagnostics

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: METSO FLOW CONTROL OY

FG Patent granted

Ref document number: 125797

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed