SE531849C2 - Diagnosförfarande för att diagnostisera driften av en flödesventil anordnad i en industriugn - Google Patents

Description

25 30 kabelbrott.

Dessa fel är i vissa fall fatala, d.v.s. de med- för eller kräver helt eller delvis driftsstopp och omedelbar lagning. Andra typer av fel uppstår gradvis, exempelvis ut- mattningar och förslitningar. Dessa fel är många gånger svå- rare att upptäcka, eftersom de sakta, men säkert byggs upp tillsammans med de medföljande riskerna för fatala följdfel.

När driftspersonalen övervakar systemet är det vanligt att förändringar hos olika driftsparametrar jämförs över tid. Då är det ofta svårt att upptäcka gradvisa, systematiska föränd- ringar innan de har gått så långt att risken för fatala följdfel är oacceptabelt stor.

Föreliggande uppfinning löser ovanstående problem.

Således hänför sig föreliggande uppfinning till ett diagnos- förfarande för att diagnostisera driften av en flödesventil anordnad i. en industriugn med ett befintligt reglersystem, vilket reglersystem är utrustat med åtminstone två givare för två eller flera av storheterna tryck nedströms eller upp- ströms i förhållande till ventilen, tryckfall över ventilen, tryckstegring över ventilen, temperatur nedströms eller upp- ströms i förhållande till ventilen, flöde genom ventilen, ventiiläge och/eller ett med avseende på tiden deriverat utryck av någon av (?) dessa storheter, där störheterna vari- erar över tiden och sinsemellan är korrelerade vid drift, och utmärks av att ett visst mätvärde från en viss givare jämförs med en förutbestämd funktion (fm, fb) av minst ett jämförel- semätvärde som utgörs av ett mätvärde från en annan givare, av att det vissa mätvärdet jämförs med ett förutbestämt in- tervall (Im, Is? kring funktionen (fm, fä), vilket intervall (ïlw _&H) är formulerat antingen i procentuella eller absolu- ra termer i förnåiianae till funktionens (f-Lê, fin ffarde, och 10 15 20 25 30 53? 3-15 av att ett diagnostiskt larm avges om det vissa nätvärdet faller utanför det intervallet (IJ, 123.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj, med hänvisning till exemplifierande utföringsformer av uppfinningen och de bifogade ritningarna, av vilka: - Figur l är en översiktlig representation av en industriugn, i vilken föreliggande uppfinning tillämpas.

- Figur 7a är en förenklad tvådimensionell graf, som visar en primär diagnostisering av en flödesventil enligt föreliggande uppfinning.

- Figur 2b är en förenklad tvàdimensionell graf, som visar en sekundär diagnostisering av en flödesventil enligt förelig- gande uppfinnin - Figur 3 är en förenklad tredimensionell graf, som visar en primär diagnostisering av en flödesventil enligt föreliggande uppfinning.

Figur l visar således en industriugn l som har en uppvärmd volym 2, en brännare 3 samt en utloppsventil 4.

Brännaren 3 kan vara av vilken typ som helst, som värmer UPP ugnens l Den är via ett rörledningsnät 5 uppvärmda volym 2. kopplad, till en tilloppsventil '7 för bränsle och eni annan tilloppsventil 6 för oxidant. Bränslet kan vara vilket lämp- ligt bränsle som helst, Oxidanten såsom ett flytande kolväte. kan exempelvis vara luft eller 80% syrgas.

Utloppsventilen 4 är anordnad vid ugnens l motsatta sida från brännaren 3 sett och är kopplad till en skorsten 10 eller liknande, via ett rörledningsnät 9. Utloppsvenzilen 4 kan 10 15 20 25 30 53"? B49 dock vara anordnad på andra platser i ugnen l. Rökgaserna från ugnen l strömmar således ut genom utloppsventilen 4 och vidare genom rörledningsnatet 9.

Ett reglersystem ll är anordnat att reglera driften av ugnen l. Reglersystemet ll tar emot driftsinformation från åtmin- stone två givare, som. är anordnade vid olika strategiska platser i ugnen l. I föreliggande exemplifierande industriugn l finns ett antal givare anordnade, varav några (Kan man saga ”varav alla”?) av tydlighetsskal inte visas i Figur l. De som visas i Figur l innefattar: I en givare 4a för trycket nedströms i förhållande till ventilen 4, 0 en givare 4o för ventillaget hos ventilen 4. Reglersy- stemet ll ar anordnat att reglera flödet genom ventilen 4 genom att reglera ventillaget.

I en givare 6a för flödet genom ventilen 6, 0 en givare 7a för trycket uppströms ii förhållande till ventilen 7, 0 en givare Vb för flödet genom ventilen 7, w I en givare 'R: för trycket nedströms i. förhàl_ande till ventilen 7, 0 en givare 7d för ventillaget hos ventilen 7. Reglersys- temet ll är anordnat att reglera flödet genom ventilen 7 genom att reglera ventillaget, I en givare l2a för temperaturen inne i ugnens l uppvärmda volym 2, ø en givare l2b för trycket inne i ugnens 1 uppvärmda vo- lym 2. 10 15 20 25 30 Lfi üå ...u 845 En tryckregulator 8 drivs så att ett förutbestämt, konstant tryck upprätthålls i tilloppsledningen för bränsle uppströms ventilen 7.

Tilloppsledningen för oxidant kan exempelvis drivas med lik- nande tryckregulatororgan och givarorgan som tilloppsledning- en för bränsle. Det finns vidare ett antal styrdon anordnade i ugnen l, bland annat för att reglera olika ventillägen.

Flera sådana organ och delar visas av tydlignetsskäl inte i Figur l.

Samtliga anordnade givare och styrdon i ugnen l utgör delar av det befintliga reglersystemet ll för ugnens 1 drift. Det är föredraget att föreliggande uppfinning tillämpas på drif- ten av en industriugn utan att några ytterligare givare eller styrdon anordnas i ugnen till direkt följd enbart av uppfin~ ningens tillämpning, utan att den redan befintliga utrust- ningen, som utgör delar av reglersystemet ll, används. Detta medför väsentliga kostnadsbesparingar“ i jämförelse med att installera ett separat system inklusive hårdvara för diagnos- tisering av ugnens l drift.

Det är även vart att påpeka att föreliggande uppfinning inte i någon del avser reglering av driften, av en industriugn, utan endast hänför sig till en passiv diagnostisering av driften, i syfte att på ett enkelt och tillförlitligt sätt tidigt upptäcka fel.

För att utföra föreliggande uppfinning krävs att reglersyste- met ll är u:rustat med åtminstone två givare för tryck, tryckfall, tryckstegring, temperatur, flöde, ventilläge och/ eller ett med avseende på tiden deriverat utryck av någon av dessa storheter. 10 15 20 25 30 553% 845 Data från de olika givarna matas löpande till en diagnostik- modul 13. Diagnostikmodulen l3 är i Figur* l visad. som en separat enhet. Dock skall det inses att diagnostikmodulen 13 företrädesvis implementeras som en mjukvarumodul, som är avsedd att exekveras i en befintlig datormiljö i anslutning till ugnen l.

Diagnostikmodulen, l3 är i Figur l visadr med, en symbolisk larmanordning l4. Denna larmanordning l4 är anordnad att avge diagnostiska larm: och är företrädesvis anordnad åtminstone delvis i forn1 av mjukvara, sonx på ett effektivt sätt gör driftspersonalen uppmärksæn pà att en diagnostiserad kompo- nent beböver tillsyn, exempelvis genom elektronisk kommunika- tion via befintliga dataskärmar för driftsövervakning.

Således krävs företrädesvis inga nårdvaruinstallationer över- nuvudtaget för tillämpningen av föreliggande uppfinning, vilket medför låga investeringskostnader.

Diagnostikmodulen ljš är anordnad enn: vid drift av ugnen l löpande diagnostisera utvalda i ugnen 1 anordnade flödesven- tiler. En sådan diagnostisering av en viss ventil sker genom att ett visst mätvärde, i det följande benämnt ”övervakat mätvärde”, från en viss givare jämförs med en förutbestämd funktion av minst et: annat mätvärde från en annan givare, i det följande benämnt ”jämförelsemätvärde”, samt av att det övervakade mätvärdet jämförs med ett förutbestämt acceptabelt intervall kring funktionen. De använda nátvärdena för dia- gnostiseringen av' en viss ventil måste samvariera i någon utsträckning vid drift av ugnen l, d.v.s. de får inte vara oberoende av varandra. Ett diagnostiskt larm beträffande 10 15 20 25 30 m3! 345 Ü? üä ventilen avges ifall det övervakade mätvärdet faller utanför det acceptabla intervallet.

Det acceptabla intervallet formuleras på förhand, antingen i procentuella eller absoluta termer i förhållande till funk- tionens värde i varje punkt. Dessutom kan intervallet formu- leras som en funktion av jämförelsemätvärdena.

Både funktionen och intervallet för varje diagnostiserad komponent fastställs vidare empiriskt vid installationen och intrimningen av ugnen l. Den empiriska fastställningen kan naturligtvis även utföras periodvis eller när ugnens l drift på något sätt förändras. Avsikten. med den empiriska fast- ställningen är att funktionen skall definiera ett genomsnitt- ligt normaltillstånd beträffande den diagnostiserade kompo- nenten vid drift av industriugnen, samt att intervallet skall definiera de gränser för avvikelser vid det genomsnittliga normaltillståndet som anses vara acceptabla för den diagnos- tiserade ventilen. Att en avvikelse anses vara normal betyder att avvikelsen inte är så stor att den kan befaras innebära eller riskera att leda till driftsfel.

Det acceptabla intervallet för varje diagnostiserad ventil görs således företrädesvis så snävt att ett diagnostiskt larm avges väsentligen innan det övervakade nátvärdet faller så långt från funktionens värde att risken för ett fatalt fel i den diagnostiserade ventilen eller i. utrustning anordnad i anslutning till ventilen, eller ett fatalt följdfel av något slag, blir oacceptabelt stor.

Det exakta valet av övervaka: mätvärde respektive jämförelse- mätvärden, funktion och intervall beror på vilken flödesven- 10 15 20 25 30 EEÉ B49 til som skall övervakas, de aktuella driftsförutsättningarna samt syftet med diagnostiseringen.

Häri skall i det följande två exemplifierande kombinationer av övervakat mätvärde, jämförelsemätvärden, funktion och intervall beskrivas. Dock skall det inses att även andra, liknande sådana kombinationer kan användas enligt föreliggan- de uppfinning för att diagnostisera ventiler, som är anordna- de i andra konfigurationer i ugnen l.

I det första exemplet övervakas det vissa mätvärdet, d.v.s. det utstyrda läget för tilloppsventilen 7 för bränsle. Ven- tilläget regleras av reglersystemet ll i syfte att uppnå ett visst förutbestämt flöde genom ventilen 7, vilket flöde mäts med hjälp av givaren 7b. Mätvärdet jämförs kontinuerligt med en funktion av jämförelsemätvärdet, nämligen just flödet genom tilloppsventilen 7.

Det inses att en korrelation före- ligger mellan det vissa mätvärdet och jämförclsemätvärdet på grund av ovan beskrivna reglering av ventilläget.

Figur 2a är en graf, som längs med sin Y-axel illustrerar en funktion fm, representerande det vissa mätvärdets, d.v.s. ventillägets, normala driftsvärde, som funktion av jämförel- separametern, d.v.s. flödet. X-axeln visar flödet, Y-axeln visar ventilläget.

Eftersom trycket uppströms om ventilen 7 hålls på en förutbe- stämd, konstant nivå med hjälp av tryckregulatorn 8, är det förväntade utfallet vid problemfri drift att ventilläget ökar med ökande flöde. Ökningens detaljerade utseende beror på flera parametrar förutom utformningen av reglersystemet 10, bland annat ventilens 7 konstruktion, och har för den speci- fika, i detta ttföringsexempel använda, industriugnen l upp- 10 15 20 25 30 šíšfi 349 mätts empiriskt till att under normala driftsbetingelser vara den i Figur 2a illustrerade kurvan fm.

I det fall ventilläget är öppnare eller slutnare än det nor- mala värdet enligt funktionen fm för ett visst flöde, kan man sluta sig till att det finns en störning längs med tillopps- ledningen för bränsle fram till och med brännaren 3. Denna störning kan vara i form av ett slitage, ett läckage, en igensättning, eller dylikt.

Symmetriskt kring funktionen fn illustreras i grafen det acceptabla intervallet Im.

Intervallet I¿a är formulerat som funktionens värde i lO% av helt öppet läge. I detta fall är en annan föredragen formulering av intervallet Ila + det 30% av uppmätta normalvärdet. Under drift kommer naturligtvis flödet att i viss utsträckning variera kring det av funktio- nen fla illustrerade genomsnittliga normalläget. Om flödet däremot varierar utanför intervallet lga bedöms det vara sä onormalt att ett fel kan befaras. Genom att intervallet Im är pà förhand empiriskt bestämt av driftspersonalen undviker man problemen med systematiska fel och tillvänjning när det gäll- er att upptäcka gradvis uppkommande fel.

När det övervakade mätvärdet således vid något tillfälle faller utanför intervallet I¿a avger larmanordningen l4 ett larm till driftspersonalen.

I detta fall kan driftspersonalen således sluta sig till att ett fel har uppstått längs med tilloppsledningen för bränsle.

För att förbättra precisionen i.denna diagnos, och/eller för att upptäcka eventuella fel, som inte kan upptäckas av dia- gnosen, kan man utföra en eller flera sekundära analyser, som 10 15 20 25 30 531 849 10 liknar den primära analys som beskrivits ovan, där det ut- styrda ventilläget för ventilen 7 jämfördes med ett normal- värde i termer av flödet genom ventilen 7.

En sådan sekundär' analys innefattar således att ett visst sekundärt mätvärde, i detta exemplifierande fall trycket nedströms i förhållande till ventilen 7, vilket tryck mäts med hjälp av givaren 7c, jämförs med ett visst sekundärt jämförelsevärde, i detta fall flödet genom ventilen 7, vilket flöde återigen mäts med hjälp av givaren 7b. Har skiljer sig jämförelsevärdet för den sekundära analysen inte från det för den primära analysen, men det inses att jämförelsevärdet i tillämpliga fall kan vara samma eller olika för flera analy- SGI.

Figur 2b visar en funktion fm, i förväg upprättad för att reflektera normala driftsvärden för trycket nedströms i för- hållande till ventilen 7, som funktion av flödet genom venti- len 77. Ett intervall l¿b har också upprättats, på liknande sätt såsom intervallet Im, kring funktionen fm, inom vilket mätvärdet från tryckgivaren 7c anses variera normalt för varje givet flöde.

Om nu läget för ventilen 7 exempelvis visar sig vara alltför öppet i förhållande till flödet genom ventilen 7 i den primä- ra analysen, kan driftspersonalen erhålla mer precis informa- tion om eventuella felkällor genom resultatet från den sekun- dära analysen. Om således trycket i den sekundära analysen är lägre än normalt, d.v.s. om det tryck som uppmätts av givaren 7c fa ler under intervallets fw nedre gräns, är det möjligt att ventilen 7 är igensatt eller trasig. Alternativt förelig- ger ett fel, exempelvis ett läckage, i eller nedströms om 10 15 20 531 845 ll tryckregulatorn 8, vilket får till följd. att trycket upp- ströms om flödesgivaren 7b är lägre än normalt.

Tabell 1 visar hur olika utfall av den primära respektive den sekundära analysen, pà liknande sätt såsom beskrivits ovan, kan ge vägledning àt driftspersonalen med avseende på eventu- ella felkällor i systemet. I tabellen betecknar ”VÖ” att det vissa mätvärdet i den primära analysen, d.v.s.

IIVS /I läget för ventilen 7, är öppnare än normalt, att det är slutnare än normalt, ”TH” att det vissa mätvärdet i den sekundära analysen, d.v.s. trycket nedströms om ventilen 7, är högre än normalt och ”TL” att det är lägre än normalt.

IITNI/ ”VN” respektive betecknar normaltillstånd hos ventilläget respektive trycket, d.v.s. det vissa mätvärdet faller inom det acceptab- la intervallet.

I Tabell l framgår även att det är möjligt att den beskrivna sekundära analysen kan genomföras trots att den primära ana- lysen inte tyder pà några felaktigheter och att en sådan genomförd sekundär analys kan påvisa felaktigheter som inte kan uppfàngas av endast den primära analysen.

Tabell 1 Resultat Sannolika felkällor VÖ TL 0 Ventilen 7 igensatt; eller 0 Fel uppstroms om givaren 7b VÖ TN Å0 Fel på ventilens 7 ställdon eller lägesgiva- ren 7d; I Mindre igensättning i ventilen 7; eller 0 Litet läckage uppströms om givaren 7b VÖ TÜ 0 Brännaren 3 igensatt; eller 10 15 53% 843 12 0 Flödesgivaren 7b visar ett (felaktigt) lågt varde VN TL 0 Mindre läckage nedströms om ventilen 7; eller 0 Kombination av flera andra felkällor VN TN ~ Normal drift, felkällor saknas VN TH 0 Kombination av flera felkällor V5 TL 0 Läckage nedströms om flödesgivaren 7b; I Brännarens 3 munstycke skadat; eller I Givaren 7b visar ett (felaktigt) högt värde VS TN .

Fel på ventilens 7 stalldon eller lägesgiva- ren 7d; eller I Fel uppströms om givaren 7b vs TH .

Givaren 7b visar ett (felaktigt) högt värde; eller I Fel uppströms om givaren 7b Såsom framgår av Tabell l leder analyser av data som redan finns tillgängliga i många fall till förhållandevis precise- rade uppgifter om var i ugnen l som ett fel kan tankas vara lokaliserat. Flera fördelar uppstår som en följd av detta.

För det första behöver driftspersonalen med stor sannolikhet inte utreda var i ugnen 1 felet har uppstått, utan kan genast sätta igång med att åtgärda felet.

För det andra kommer larmet att avges väsentligen tidigare än vad som :l många fall varit nbjligt tidigare, exempelvis i fallet med långsamt uppstående skador, till exempel av typen förslitningsskador. Detta gör att det är möjligt att åtgärda fel innan de får fatala följder. Detta beror på att larmet 10 15 20 25 30 13 avges när det övervakade mätvärdet faller utanför interval- let, oavsett vilket värde mätvärdet haft historiskt. Således finns ingen tillvänjningskomponent inbyggd i diagnostiksyste~ met, vilket ofta är fallet vid konventionell övervakning av förändringen hos olika driftsparametrar.

I det andra exemplet är det vissa övervakade mätvärdet det utstyrda läget hos utloppsventilen 4 för rökgaser, vilket läge mäts med hjälp av givaren, ëb. Detta Inätvärde jämförs kontinuerligt med en funktion av två jämförelsemätvärden. Det första jämforelsevärdet är det totala inflödet av bränsle och oxidant in i ugnen l, vilket mäts med hjälp av givaren 6a i kombination, med givaren, 7b. Det andra jämförelsevärdet är temperaturen inne i ugnens l uppvärmda volym, vilken mäts med hjälp av givaren l2a.

I föreliggande utföringsform finns endast en givare l2a för temperatur anordnad inne i ugnen l. Med tanke på att det vid drift är vanligt med temperaturgradienter inne i ugnen l är det naturligtvis även möjligt att flera temperaturgivare eller dylika arrangemang förefinns anordnade i syfte att ge ett representativt mätvärde för temperaturen inne i ugnens l uppvärmda volym 2.

Figur 3 är en graf, som längs med sin Z-axel illustrerar en funktion fzw vilken beskriver det genomsnittliga läget för ventilen 4 när jämförelseparametrarna varierar under normala driftsbetingelser.

X-axeln visar inflödet. Y~axeln visar temperaturen. Således visas en tvådimensionell yta, vars värde i Z-led varierar med de två jämförelseparametrarna.

Funktionens få utseende är uppmätt empiriskt på liknande sätt som för funktionen fm. 10 15 20 25 30 53% Éåš 14 I föreliggande exemplifierande industriugn l regleras ventil- läget av reglersystemet ll i syfte att bland annat upprätt- hälla. ett korrekt driftstryck; inne i ugnen l. Eftersonl de båda jämförelseparametrarna, i kombination med. bland annat flödet genom ventilen 4b, påverkar nämnda driftstryck, före- ligger en korrelation mellan det vissa mätvärdet och båda de respektive jämförelsemätvärdena.

I Figur 3 visas av tydlighetsskäl inte det acceptabla inter- vallet Im, innanför vilket ventilläget måste falla om inte diagnostikmodulen 13 skall ge upphov till ett diagnostiskt larm vid drift. Intervallet Im skulle i Figur 3 representeras som två ytor pà ömse sidor om funktionen fw, nællan vilka ytor de acceptabla värdena för ventilläget återfinns för olika värden på inflödet respektive temperaturen. Intervallet Iza kan exempelvis vara formulerat som funktionens fkívärde i lO o\0 Som inses av det ovan sagda om intervallets I¿a, lm, I¿ä for- mulering, kan det acceptabla intervallet alltsa formuleras antingen i absoluta termer eller i procentuella termer. Det skall dock inses att det för vissa tillämpningar av förelig- gande uppfinning är föredraget att formulera intervallet i termer av jämförelsemätvärdena. Exempelvis kan det vid vissa temperaturer* i ugnen l 'vara mer kritiskt att flödet genom ventilen 4 håller sig i närheten av det normala värdet än vad som är fallet vid andra temperaturer, beroende exempelvis på risken för överhettning av det i ugnens l uppvärmda volym 2 befintliga materialet.

Om det övervakade ventilläget faller utanför det acceptabla intervallet Iya kan driftspersonalen sluta sig till att det sannolikt föreligger ett fel i eller i anslutning till venti- 10 15 20 25 30 353% 349 15 len 4. Analysen av värdet för ventilläget utgör således en primär analys.

Mer precis information beträffande felkällan kan, på liknande sätt såsom beskrivits ovan i anslutning till övervakningen av bränsleventilen 7 , åstadkommas genom att utföra en eller flera sekundära analyser. Ett exempel på en sådan sekundär analys är att jämföra trycket inne i ugnens l uppvärmda volym 2, vilket tryck mäts med hjälp av tryckgivaren l2b, med en empiriskt uppmätt normallägesfunktion f3)av de båda jämförel- separametrarna, nämligen temperaturen i ugnens ”l uppvärmda volym 2 samt flödet in i ugnen och ett därtill hörande accep- tabelt intervall l¿b. Detta förfarande liknar det som beskri- vits ovan beträffande den sekundära analysen av bränsleventi- len 7, funktionen fu,och intervallet Im.

Med fördel genomförs sekundära såväl den primära som den analysen kontinuerligt. Om antingen flödet genom ventilen 4 eller trycket inne i ugnens 1 uppvärmda volym faller utanför sina respektive acceptabla intervall Ih, lg” tyder detta på att ett fel kan föreligga i anslutning till ventilen 4. När detta inträffar utfärdas således ett diagnostiskt larm till driftspersonalen och lämpliga åtgärder kan snabbt och effek- tivt utföras, beroende på vad ventilproblemet mer exakt be- står i. Detta gäller således även fel av den typ som uppstår gradvis, såsom till exempel ventilslitage. I detta senare fall utfärdas ett diagnostiskt larm i god tid innan slitaget har fortgått så följdfel blir länge att risken för fatala oacceptabelt hög.

Tabell 2 visar hur olika utfall av den primära respektive den sekundära analysen kan ge vägledning åt driftspersonalen med avseende på eventuella felkällor i systemet. I tabellen be- 10 15 ifl ÅÜ lm Bfllš 16 tecknar ”VÖ” att det vissa mätvärdet i den primära analysen, d.v.s. läget för ventilen 4, är öppnare än normalt, ”VS” att det är slutnare än normalt, ”TH” att det vissa mätvärdet i den sekundära analysen, d.v.s. trycket inne i ugnens l upp- värmda volym 2, är högre än normalt och ”TL” att det är lägre än normalt. ”VN” respektive ”TN” betecknar normaltillstånd hos ventilläget respektive trycket, d.v.s. att det vissa mätvärdet faller inom det acceptabla intervallet.

Liksom i Tabell l framgår även i Tabell 2 att det är möjligt att den beskrivna sekundära analysen kan genomföras trots att den primära analysen inte tydde på några felaktigheter, och att en sådan genomförd sekundär analys kan påvisa felaktighe- ter, som inte kan uppfångas av den primära analysen.

Tabell 2 Resultat Sannolika felkällor VÖ TL I Fel i reglersystemet ll, som gör att trycket inne i ugnen l är för lågt VÖ TN 0 Fel på ventilens 4 ställdon eller lägesgiva~ ren 4b; ~ Mindre igensättning i ventilen 4 eller i avgaskanalen; eller 0 Någon eller båda av flödesgivarna 6a och 7b visar ett (felaktigt) lågt värde VÖ TH 0 Fel, exempelvis igensättning, nedströms om ventilen 4, som får till följd att trycket nedströms om ventilen är alltför högt; eller 0 Någon eller båda av flödesgivarna 6a och 7b visar ett (felaktigt) mycket lågt värde VN TL .

Spjället i ventilen 4 har hängt sig 10 15 šäü B45 17 VN TN 0 Normal drift, felkällor saknas VN TH 0 Spjället i ventilen 4 har hängt sig V5 TL 0 Fel, exempelvis en läcka, nedströms om ven- tilen 4, som får till följd att trycket ned- ströms om ventilen är alltför lågt; 0 Onormalt stort inläckage av läckluft i ug- nens l uppvärmda volym 2; eller 0 Någon eller bäda av flödesgivarna ßa och 7b visar ett (felaktigt) mycket högt värde V5 TN I Slitage i ventilen 4; 0 Fel i ventilens 4 ställdon; I Onormalt stort läckage av ugnsgas at ur ugnens l uppvärmda volym 2; eller 0 Någon eller bada av flödesqivarna Ga och 7b visar ett (felaktigt) högt värde Fel i reglersystemet ll, som gör att trycket inne i ugnen 1 är för högt Med hjälp av det ovan beskrivna felsökningsscnemat kan såle- des liknande fördelar med avseende på snabb felsökning och upptäckt av systematiska fel, som beskrivits ovan, i anslut- ning till övervakningen av ventilen 7, uppnås.

Ovan har exemplifierande utföringsformer beskrivits. Emeller- tid kan uppfinningen varieras utan att frångà uppfinningen.

Därför skall föreliggande uppfinning inte anses begränsad av dessa exemplifierande utföringsformer, utan endast av de bifogade patentkravens ram.

Speciellt inses det att vilken lämplig funktion som helst som använder kontinuerligt uppmätta värden för tryck, tryckfall, tryckstegring, temperatur, flöde, ventilläge och/eller ett 10 15 20 25 30 53? Sååå-fä 18 med avseende på tiden deriverat utryck. av någon av dessa storheter som inparametrar kan användas som den funktion med vilken det övervakade mätvärdet jämförs vid diagnostiseringen av en ventil i en industriugn. Vilka storheter eller derivata som väljs, liksom funktionens såväl som intervallets matema- tiska uttryck, beror på de aktuella driftskonfigurationerna, bland annat ugnskomponenternas inbördes placering, funktion och samspel samt reglersystemets funktion, men beror även bland annat på önskad feltolerans hos diagnostiksystemet.

Exempelvis kan andra storheter än en flödesventils momentana läge användas som det vissa mätvärdet. Speciellt kan deriva- tan av ventilläget med avseende på tiden användas som det vissa mätvärdet och jämföras med en normaldriftsfunkzion samt ett acceptabelt intervall, som uttrycks i termer av exempel- vis tidsderivatan av flödet genom. ventilen. Normal- driftsfunktionen samt det acceptabla intervallet fastställs så att de beskriver flödesventilens normala driftsegenskaper vid förändringar av flödet genom ventilen.

På liknande sätt kan den normala driftskaraktäristiken hos en flödesventil i termer av tryckstegringar och/eller tryckfall över ventilen empiriskt fastställas som en normaldriftsfunk- tion, varefter exempelvis storleken hos ett visst tryckfall eller en viss tryckstegring över ventilen används som det vissa mätvärdet och ventilläget samt flödet genom ventilen används som jämförelsemätvärden.

Det inses även att det i manga system kan vara användbart att utföra fler än en sekundär analys, i syfte att ytterligare öka precisionen i lokaliseringen eur eventuella felkällor i systemet.

Claims (9)

10 15 20 25 30 349 19 P A T E N T K R. A V

1. l. Diagnosförfarande för att diagnostisera driften av en flödesventil (4, 7) anordnad i. en industriugn (l) med ett befintligt reglersystem. (lO), vilket reglersystem. (10) är utrustat med åtminstone två givare 7d, l2a, l2b) (4a, 4b, 6a, 7a, Vb, 70, för två eller flera av storheterna tryck ned- ströms eller uppströms i förhållande till ventilen, tryckfall över ventilen, trvckstegring över ventilen, temperatur ned- ströms flöde eller uppströms i förhållande till ventilen, genom, ventilen, ventilläge och/eller ett med avseende på tiden deriverat utryck av någon av dessa storheter, där stor- heterna varierar över tiden och sinsemellan är korrelerade vid drift, k ä n n e t e c k n a t a v att ett visst matvar- de fràn en viss givare jämförs med en förutbestämd funktion (fn, ifial av minst ett jamförelsemätvärde som utgörs av ett mätvärde från en annan givare, av att det vissa znätvardet (Ilar I2a) (Ilar är jämförs med ett förutbestamt intervall (fia, ffialf antingen l procentuella eller absoluta termer i ïi1ÄL (fia, fza) larm avges om det vissa matvärdet faller utanför det inter- kring funk- tionen vilket intervall formulerat förhållande funktionens värde, och av att ett diagnostiskt Vållêt (115, 12,3).

2. Diagnosförfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att àtminstone en sekundär analys utförs, varvid ett visst sekundärt mätvärde från en viss sekundär givare jämförs rneci eri (f¿b, fgb) sekundär funktion av minst ett sekundärt jämförelsemätvarde som utgörs av ett nátvärde från en annan givare, av att det vissa sekundära mätvärdet jämförs med ett förutbestamt sekundärt intervall fm), i procentuella eller absoluta termer i (Im, 1%) kring den sekundä- ra funktionen vilket intervall är formu- (fin, (ïibf ïzbl lerat antingen förhål- 10 15 20 25 30 20 lande till den sekundära funktionens (fm, fm) ett diagnostiskt larm avges om det vissa sekundära mätvärdet värde, av att faller utanför det sekundära acceptabla intervallet (Im, lzw, och av att jämförelsen mellan det vissa mätvärdet och intervallet (Ibn lga) å ena sidan och jämförelsen mellan det vissa sekundära mätvärdet och det sekundära intervallet ïzfl öka precisionen beträffande felkällans belägenhet i det fall (Ilbl ä andra sidan används i kombination med varandra för att ett diagnostiskt larm avges.

3. Diagnosförfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att det vissa mätvärdet är ventilläget hos en flödesven- ti (7), av att jämförelsemätvärdet är flödet genom ventilen (7), sam: av att det vissa sekundära Inätvärdet är trycket nedströms i förhållande till ventilen, (7) och av att det vissa sekundära jämförelsemätvärdet är flödet genom ventilen (7).

4. Diaqnosförfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att det vissa mätvärdet är ventilläget hos en utlopps- ventil (4) för rökgaser ut ur ugnen (1), av att jämförelse- mätvärdena utgörs av dels det totala inflödet av oxidant och bränsle in i ugnen (l), (2), dels temperaturen inne i ugnens (l) uppvärmda volym samt av att det vissa sekundära mätvär- det är trycket inne i ugnens (1) uppvärmda volym (2) och av att de vissa av dels dels det sekundära jämförelsemätvärdena utgörs temperaturen inne i ugnens (l) uppvärmda volym (2), totala flödet av oxidant och bränsle in i ugnen (l).

5. Diagnosförfarande krav, fibf enligt något av föregående k à n n e t e c k n a t a v att varje funktion (fhw fä, faw fastställts empiriskt vid installation och intrimning av 10 15 20 25 30 fiåš Såå 21 en industriugn (1) till att definiera et: genomsnittligt normaltillstånd vid drift av flödesventilen (4, 7).

6. Diagnosförfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t ïzb) a v att varje intervall (IQ, Ik, Ilm fastställs empiriskt vid installation och intrimning av en industriugn (1) till att definiera gränser för avvikel- sor vid ett normaltillstånd vid drift av flödesventilen (4, 7).

7. Diagnosförfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t (ïlfif Izb) dess gränser är väsentligt snävare än att det omfattar mät- a v att varje intervall är utformat så att ïzaf ïibf värden som förväntas uppkomma vid fatala fel i den diagnosti- serade industriugnen (1).

8. Diagnosförfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att. storleken hos varje inter- vall (lm, lqm Åhh, lä) är en funktion av jämförelsemätvärde- na.

9. Diagnosförfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att förfarandet utförs med hjälp av det befintliga i industríugnen (1) (LO) anordnade reglersyste- met i kombination med ett mjukvarusystem (12) (10) som endast bearbetar' de genom. reglersystemet uppmätta mätvärdena samt avger diagnostiska larm när något mätvärde faller utan- för dess respektive acceptabla intervall (lm, Igm fm, 129, och av att inga installationer av hårdvara utförs utöver de i industriugnen (1) redan befintliga hårdvaruinstallationerna.