WO2019042642A1 - Differenzdruckmessanordnung - Google Patents

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WO2019042642A1
WO2019042642A1 PCT/EP2018/068936 EP2018068936W WO2019042642A1 WO 2019042642 A1 WO2019042642 A1 WO 2019042642A1 EP 2018068936 W EP2018068936 W EP 2018068936W WO 2019042642 A1 WO2019042642 A1 WO 2019042642A1
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WO
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differential pressure
signal
processing
evaluation unit
temperature
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PCT/EP2018/068936
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English (en)
French (fr)
Inventor
Max JEHLE
Davide Parrotto
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Endress+Hauser SE+Co. KG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/007—Malfunction diagnosis, i.e. diagnosing a sensor defect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values

Definitions

  • the invention relates to a differential pressure measuring arrangement and a method for monitoring a differential pressure measuring arrangement.
  • Differenz horrinsan extract with differential pressure lines are used in particular for flow measurement or filter monitoring, depending on a differential pressure line in
  • a differential pressure transducer such as a diaphragm or a venturi nozzle, or a filter are connected to a media-carrying line to the differential pressure by means of the medium to a
  • Differential pressure transducer to transfer the differential pressure measuring arrangement.
  • it can lead to blockages of the differential pressure lines, whereby a reliable measurement is impaired. Efforts are therefore known to detect the blockage of differential pressure lines early.
  • German patent application DE 1 0 2013 1 10 059 A1 describes a
  • Differential pressure measuring arrangement based on a correlation of a
  • Differential pressure measuring signal which represents a pressure difference between a first fluid pressure and a second fluid pressure
  • Temperature signal which correlates with a temperature of a differential pressure line, clogged differential pressure lines recognizes.
  • DE 1 0 2013 1 10 059 A1 provides that only the measured values (differential pressure and temperature) detected by the differential pressure measuring arrangement itself are used to detect the pre-plugged differential pressure lines. This has the consequence that false alarms or incorrectly detected clogged differential pressure lines can occur. For example. in the case that the temperature of the differential pressure line detected by a temperature sensor of the differential pressure measuring device increases slightly and at the same time the flow rate in the process is slowly increased, for example by increasing the rotational speed of a pump. In this case, a processing unit of the differential pressure measuring arrangement would detect a correlation between the temperature profile and the differential pressure and also an increased signal noise
  • Differential pressure measuring arrangement and a method to provide that allow a clogged differential pressure line with higher probability to correctly recognize and identify.
  • the object is achieved by the Differential pressure measuring arrangement according to claim 1 and the method according to claim 9.
  • the differential pressure measuring arrangement according to the invention comprises:
  • a differential pressure transducer for detecting the difference between a first media pressure and a second media pressure and for providing a differential pressure measurement signal which is the difference between a first
  • processing and / or evaluation unit is set up to use the differential pressure measurement signal and the temperature signal a significant
  • Process data which were preferably not detected by the differential pressure transducer, verify.
  • a differential pressure measuring arrangement which has a detected significant correlation between a change in the temperature signal and the differential pressure signal after they this as an indication of a clogged
  • Process data are, in particular, those data which relate to measured values and / or manipulated variables of a process in which the differential pressure measuring arrangement is used and which were not detected by the differential pressure measuring arrangement itself.
  • the further process data may, for example, be provided by field devices which in the process for setting and / or detecting the further process data, for example in the form of
  • Process variables used. Examples of such field devices are level gauges, mass flow meters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity meters, etc., which use the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or
  • Detect conductivity value For influencing process variables serve so-called actuators, z.
  • actuators As valves that control the flow of a liquid in a pipe section or pumps that change the level in a container.
  • field devices all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information in the form of process data are referred to as field devices. Under the term field device used in connection with the invention, all types of measuring devices and actuators are thus to be subsumed.
  • Differential pressure measuring arrangement further comprises a remotely located from the differential pressure transducer, preferably central data point, eg.
  • a process control system or a cloud comprises, wherein the differential pressure transducer comprises the processing and / or evaluation and the processing and / or evaluation unit is further adapted to the further process data from the Data point to
  • Differential pressure measuring arrangement further comprises a remote from the differential pressure transducer arranged, preferably central data point, for example.
  • a remote from the differential pressure transducer arranged, preferably central data point, for example.
  • a process control system or a cloud wherein the data point at least a first part of
  • Processing and / or evaluation unit comprises, wherein the first part of the processing and / or evaluation unit included in the data point is arranged to check whether the values indicative of a clogged differential pressure line based on further process data associated with the process, which preferably can not be verified by the differential pressure transducer.
  • Differential pressure transducer a second part of the processing and / or
  • Evaluation unit is arranged to use the differential pressure measuring signal and the temperature signal, a significant correlation between a change of
  • the embodiment can provide that the second part of the processing and / or evaluation unit is further configured to communicate the indication of a clogged differential pressure line to the first part of the processing and / or evaluation unit and the first part of the processing and / or evaluation unit Furthermore, it is set up to check, on the basis of the further process data associated with the process, whether the hint can be verified.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the processing and / or evaluation is adapted to a positive correlation between a temperature signal change on the one hand, which corresponds to a temperature rise, and the differential pressure signal on the other hand, as an indication of a blockage of the first
  • Evaluate differential pressure line Yet another advantageous embodiment of the invention provides that the processing and / or evaluation device is adapted to a negative correlation between a temperature signal change on the one hand, the one
  • Differential pressure measuring signal to determine, and to take into account this parameter in the determination of a clogged differential pressure line.
  • the invention further relates to a method for monitoring a
  • Differential pressure transducer for detecting a difference between a first media pressure and a second media pressure and providing a
  • Differential pressure measuring signal which depends on the difference between a first media pressure and a second media pressure; a first differential pressure line connected to a first pressure input of the differential pressure transducer to pressurize the differential pressure transducer with the first medium pressure; a second active pressure line which is connected to a second pressure input of the
  • Differential pressure transducer is connected to pressurize the differential pressure transducer with the second medium pressure; and at least one temperature sensor for outputting a temperature signal having a temperature of
  • the method comprising the following method steps: a) at least temporarily detecting a time profile of the temperature signal and the differential pressure measuring signal,
  • Differential pressure signal as an indication of a clogged differential pressure line can be verified on the basis of further to the process associated process data, which were preferably not detected by the differential pressure transducer.
  • Process steps c) is carried out by a processing and / or evaluation unit arranged within the differential pressure transducer and, for carrying out the method step c), retrieving the further process data from a preferably central data location, for example a process control system or a cloud.
  • a processing and / or evaluation unit arranged within the differential pressure transducer and, for carrying out the method step c), retrieving the further process data from a preferably central data location, for example a process control system or a cloud.
  • Method step c) is arranged by a, preferably central data point, which is arranged outside the differential pressure transducer and has the further process data associated with the process.
  • the embodiment can provide that at least the method step b) of one within the
  • Differential pressure transducer arranged processing and / or evaluation unit is executed and the processing and / or evaluation transmitted the reference to a clogged differential pressure line to the data point, the data check using the other process data associated with the process, if the hint can be verified.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the further process data associated with the process are detected by field devices which monitor and / or control the process, and the process data of the data location associated with the process are provided by the field devices.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the method further comprises an analysis of a smoking or a fluctuation of the differential pressure measuring signal, and the check whether the noise or the fluctuation point to a clogged differential pressure line.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that a clogged
  • Impact pressure line is signaled when the values of the determination of the significant correlation between a change in the temperature signal and the
  • Differential pressure signal is verified as an indication of a clogged differential pressure line based on further process data associated with the process.
  • Fig. 1 a schematic representation of a first invention
  • Fig. 2 a schematic representation of a second invention
  • Embodiment of the differential pressure measuring arrangement The exemplary embodiments of a device according to the invention shown in FIGS. 1 and 2
  • Differential pressure measuring arrangement each comprise a differential pressure transducer 10, which is a sensor module 1 1, which between a first, high-pressure side
  • Process connection flange 13 is arranged, and an electronic module 1 5 having a processing and / or evaluation unit 14 which is held by the sensor module 1 1, the sensor module is supplied with energy and processes signals of the sensor module.
  • the electronic module is connected to a via a two-wire line 1 6
  • Process control system 41 is connected, wherein the electronic module 1 5 on the
  • Two-wire line 1 6 communicates and is powered.
  • the two-wire line 16 can be operated in particular as a field bus according to the Profibus or Foundation Fieldus standard or according to the HART standard.
  • Differential pressure transmitters 10 are known per se and are manufactured, for example, under the trademark Deltabar by the applicant and placed on the market.
  • Differential pressure measuring arrangement further comprises a differential pressure transducer 20 for installation in a pipeline 21st
  • the differential pressure transducer comprises a diaphragm 22, a first
  • the high-pressure side Prozeßan gleichflansch 12 is connected via a high pressure side Wirk réelle réelle 25 to the high-pressure side Druckabgriffkanal 23, and the low-pressure side Prozeßan gleichflansch is connected via a low-pressure side Wirk réelle effet 26 to the low-pressure side Druckabgriffkanal 24.
  • High back and “low pressure side” refer to a pressure difference produced by a flow (in the drawing from left to right) which is proportional to the square of the flow rate and is for example of the order of a few 10 to 1 00 mbar.
  • the static pressure that this flow-dependent pressure difference is superimposed for example, from 1 bar up to several 100 bar.
  • the pressure difference is detected by a sensor element of the sensor module 1 1, wherein the sensor module outputs a dependent of the detected pressure difference sensor module signal to the electronic module 1 5, wherein the processing and / or evaluation unit 14 of the electronic module 15 based on the sensor module signal a differential pressure signal representing the pressure difference generated and outputs via the two-wire line 1 6 to the process control system 41.
  • Time series of the differential pressure measuring signal and / or of fluctuations of the differential pressure measuring signal can be stored in a data memory of the electronic module and / or in the process control system.
  • the differential pressure measuring arrangement has a temperature sensor 30, which detects a temperature of the differential pressure lines. If it can be assumed that the temperature of the differential pressure lines is essentially the same, then it is sufficient
  • Temperature sensor off on the other hand, if strongly deviating temperature curves are to be expected, it may be advantageous in each case a temperature sensor for a
  • the temperature sensor 30 is connected to the electronic module 14, and provides this temperature measurement signals, each representing a currently measured temperature. Time series can be stored in the transmitter and / or in the control system of the temperature measurement signals or their fluctuations.
  • Time series of the differential pressure measuring signals are over a longer period of several hours, for example 8 to 16 hours in terms of their fluctuation and their noise and their correlation with the corresponding time series of
  • Increase differential pressure signal involves fluctuations in a frequency range of more than 1 Hz, in particular more than 10 Hz or more than 100 Hz.
  • Equation 1 only one third.
  • Temperature measurement signal and the differential pressure measurement signal is now given an independent approach to detecting a blockage, because if due to a
  • Blockage a medium is enclosed in a differential pressure line, so causes a change in temperature and a concomitant change in volume of the medium, a pressure change in the differential pressure line, which has a direct effect on the measured differential pressure. If the blockage is not yet complete, then in case of a temperature change medium must be above the resulting obstruction, acting as a choke acts to increase or decrease the volume compensation. This also causes in the affected differential pressure line a pressure change, which has an effect on the differential pressure measurement signal. A correlation between a change in the temperature measurement signal and the
  • Differential pressure signal independent indication of a blockage By combining the two aforementioned analysis methods, a statement about a detected blockage becomes more reliable, as explained below.
  • K) P (K
  • Differential pressure signal with changes in temperature reading goes to +1. If a blockage of the low-pressure-side differential pressure line 26 forms, the fluctuation of the differential pressure-measuring signal increases, and the correlation of the differential pressure measurement signal increases
  • Differential pressure signal with changes in the temperature reading goes to zero. If a blockage forms in both differential pressure lines, a decreasing fluctuation of the differential pressure measuring signal is to be expected, and the correlation of the differential pressure measuring signal with changes in the temperature measured value approaches zero.
  • the two discussed diagnostic routines can be periodically carried out for fluctuations in the differential pressure measuring signal and for correlations between temperature changes and the differential pressure measuring signal, wherein the condition indicated in the third column is determined as a function of the findings given in the first and second column.
  • Differential pressure transducer 10 is adapted to the verification itself
  • the processing and / or evaluation unit 14 can access a data location 40 to which the further process data of the process are supplied in order to carry out a verification based on this further process data 51.
  • the further process data 51 are detected by further field devices 50 that are in the process or serve to set the process by means of a
  • the further process data may, for example, be the desired value of the flow or the rotational speed of a pump.
  • the further process data 51 are in one
  • the further process data 51 can be kept, for example, in the process control system 41, which serves to guide the process in a plant.
  • the further process data 51 as shown in FIG. 2, can also be stored in a cloud 42, which additionally or alternatively to the
  • Process control system is provided, be kept. This can be the
  • Process control system also be formed by parts of the cloud, or run separately from it. In the latter case, the control of the system can be done via the field devices networked by the cloud, and the further process data 51 are held ready for retrieval by the processing and / or evaluation unit 14 in the central data location.
  • the processing and / or evaluation unit 14 may be designed such that it is located completely within the differential pressure transducer 10 or, as shown in FIG. 2, at least in a first part 14a and a second part 14b be split. In this case, only the second part 14b is within the differential pressure transducer 1 0 and is used to determine the significant correlation between the change in the temperature signal and the
  • Differential pressure transducer 1 depending on the design, either in the process control system 41 or the data point 40, eg. The cloud, and serves to note the detected by the second part 14 b reference to a clogged differential pressure line based on the other
  • Process data 51 to verify is also conceivable that the first part 14a is formed independently of the process control system 41 and / or the data point 40 and forms a separate unit.
  • Data location preferably central data location

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Abstract

Differenzdruckmessanordnung, umfassend: einen Differenzdruckmesswandler (10) zum Erfassen und Bereitstellen eines Differenzdruckmesssignals welches von einer Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck abhängt; eine erste Wirkdruckleitung (25), um den Differenzdruckmesswandler mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen; eine zweite Wirkdruckleitung (26), um den Differenzdruckmesswandler mit dem zweiten Mediendruck zu beaufschlagen; mindestens einen Temperatursensor (30) zum Ausgeben eines Temperatursignals welches mit einer Temperatur der Wirkdruckleitungen korreliert (25 26); und eine Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) zum Verarbeiten des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals; wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) dazu eingerichtet ist, anhand des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals eine signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal festzustellen und als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten und ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer Prozessdaten (51), welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler (10) erfasst wurden, verifizieren lässt.

Description

Differenzdruckmessanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Differenzdruckmessanordnung und ein Verfahren zum Überwachen einer Differenzdruckmessanordnung.
Differenzdruckmessanordnungen mit Wirkdruckleitungen dienen insbesondere zur Durchflussmessung oder Filterüberwachung wobei je eine Wirkdruckleitung in
Strömungsrichtung oberhalb und unterhalb eines Wirkdruckgebers, beispielsweise einer Blende oder einer Venturi Düse, oder eines Filters an eine medienführende Leitung angeschlossen sind, um den Wirkdruck mittels des Mediums zu einem
Differenzdruckmesswandler der Differenzdruckmessanordnung zu übertragen. Beim Betrieb dieser Messanordnungen kann es zu Verstopfungen der Wirkdruckleitungen kommen, wodurch eine zuverlässige Messung beeinträchtigt wird. Es sind daher Bemühungen bekannt, die Verstopfung von Wirkdruckleitungen frühzeitig zu erkennen.
Die deutsche Patentanmeldung DE 1 0 2013 1 10 059 A1 beschreibt eine
Differenzdruckmessanordnung, die anhand einer Korrelation eines
Differenzdruckmesssignals, welches eine Druckdifferenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck repräsentiert, und eines
Temperatursignals, welches mit einer Temperatur einer Wirkdruckleitung korreliert, verstopfte Wirkdruckleitungen erkennt.
Die DE 1 0 2013 1 10 059 A1 sieht dabei vor, dass zum Erkennen der vorstopften Wirkdruckleitungen nur auf Messwerte (Differenzdruck und Temperatur), die von der Differenzdruckmessanordnung selbst erfasst wurden, zurückgegriffen wird. Dies hat zur Folge, dass es zu Fehlalarmen bzw. zu falsch Erkannten verstopften Wirkdruckleitungen kommen kann. Bspw. in dem Fall, dass die Temperatur der Wirkdruckleitung die durch einen Temperatursensor der Differenzdruckmessanordnung erfasst wird leicht ansteigt und gleichzeitig der Durchfluss in dem Prozess langsam erhöht wird, bspw. durch Erhöhen der Drehzahl einer Pumpe. In diesem Fall würde eine Verarbeitungseinheit der Differenzdruckmessanordnung eine Korrelation zwischen dem Temperaturverlauf und dem Differenzdruck erkennen und ebenfalls ein gesteigertes Signalrauschen
diagnostizieren, basierend darauf eine verstopfte Wirkdruckleitung erkennen und ggfl. einen Fehlalarm ausgeben, obwohl eine derartige Verstopfung nicht vorliegt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte
Differenzdruckmessanordnung und ein Verfahren bereitzustellen, welche es ermöglichen eine verstopfte Wirkdruckleitung mit höherer Wahrscheinlichkeit richtig zu erkennen und zu identifizieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Differenzdruckmessanordnung gemäß Patentanspruch 1 und das Verfahren gemäß Patentanspruch 9.
Die erfindungsgemäße Differenzdruckmessanordnung umfasst:
einen Differenzdruckmesswandler zum Erfassen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck und zum Bereitstellen eines Differenzdruckmesssignals welches von Differenz zwischen einem ersten
Mediendruck und einem zweiten Mediendruck abhängt;
eine erste Wirkdruckleitung, welche an einen ersten Druckeingang des
Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist, um den
Differenzdruckmesswandler mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen; eine zweite Wirkdruckleitung, welche an einen zweiten Druckeingang des
Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist um den
Differenzdruckmesswandler mit dem zweiten Mediendruck zu beaufschlagen; mindestens einen Temperatursensor zum Ausgeben eines Temperatursignals welches mit einer Temperatur der Wirkdruckleitungen korreliert; und
eine Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit zum Verarbeiten des
Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals;
wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals eine signifikante
Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignal festzustellen, und die Feststellung einer signifikanten Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten und ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger
Prozessdaten, welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler erfasst wurden, verifizieren lässt.
Erfindungsgemäß wird eine Differenzdruckmessanordnung vorgeschlagen, die eine festgestellte signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal nach dem sie diese als Hinweis auf eine verstopfte
Wirkdruckleitung gewertet hat zusätzlich noch anhand von weiteren Prozessdaten das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung verifiziert. Als weitere
Prozessdaten sind insbesondere solche Daten zu verstehen, die sich auf Mess- und/oder Stellwerte eines Prozess in dem die Differenzdruckmessanordnung eingesetzt wird beziehen und die nicht von der Differenzdruckmessanordnung selbst erfasst wurden.
Somit wird, im Gegensatz zu der eingangs erwähnten Patentanmeldung DE 10 2013 1 10 059 A1 , die ausschließlich eigene Messwerte zur Erkennung von verstopften
Wirkdruckleitungen verwendet, vorliegend zur Verifikation auch auf weitere Prozessdaten, welche gerade nicht von der Differenzdruckmessanordnung erfasst wurden, zugegriffen. Die weiteren Prozessdaten können bspw. von Feldgeräten, die in dem Prozess zum Stellen und/oder Erfassen von den weiteren Prozessdaten, bspw. in Form von
Prozessvariablen, eingesetzt werden, erfasst worden sein. Derartige Feldgeräte der Automatisierungstechnik werden vielfach zur Erfassung und/oder Beeinflussung von
Prozessvariablen eingesetzt. Beispiele für solche Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massendurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotential- Messgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw.
Leitfähigkeitswert erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen sogenannte Aktoren, z. B. Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt steuern oder Pumpen, die den Füllstand in einem Behälter ändern. Als Feldgeräte werden somit im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen in Form von Prozessdaten liefern oder verarbeiten. Unter dem in Verbindung mit der Erfindung verwendeten Begriff Feldgerät sind somit alle Typen von Messgeräten und Aktoren zu subsumieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Differenzdruckmessanordnung ferner eine von dem Differenzdruckmesswandler abgesetzt angeordnete, vorzugsweise zentrale Datenstelle, bspw. ein Prozessleitsystem oder eine Cloud, umfasst, wobei der Differenzdruckmesswandler die Verarbeitungsund/oder Auswerteeinheit umfasst und die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, die weiteren Prozessdaten von der Datenstelle zur
Überprüfung abzurufen bzw. zu empfangen.
Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Differenzdruckmessanordnung ferner eine von dem Differenzdruckmesswandler abgesetzt angeordnete, vorzugsweise zentrale Datenstelle, bspw. ein Prozessleitsystem oder eine Cloud umfasst, wobei die Datenstelle zumindest einen ersten Teil der
Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit umfasst, wobei der in der Datenstelle umfasste erste Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten, welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler erfasst wurden, verifizieren lässt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der
Differenzdruckmesswandler einen zweiten Teil der Verarbeitungs- und/oder
Auswerteeinheit aufweist, wobei der zweite Teil der Verarbeitungs- und/oder
Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals eine signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des
Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal festzustellen, und die Feststellung einer signifikanten Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass der zweite Teil der Verarbeitungsund/oder Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, den Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung an den ersten Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit zu kommunizieren und der erste Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, anhand der weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten zu überprüfen, ob sich der Hinweis verifizieren lässt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine positive Korrelation zwischen einer Temperatursignaländerung einerseits, die einem Temperaturanstieg entspricht, und dem Differenzdrucksignal andererseits, als Indiz für eine Verstopfung der ersten
Wirkdruckleitung zu werten. Wiederum eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine negative Korrelation zwischen einer Temperatursignaländerung einerseits, die einem
Temperaturanstieg entspricht, und dem Differenzdrucksignal andererseits, als Indiz für eine Verstopfung der zweiten Wirkdruckleitung zu werten.
Eine letzte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungsund Auswertungseinheit weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen
charakteristischen Parameter eines Rauschens oder einer Fluktuation des
Differenzdruckmesssignals zu ermitteln, und diesen Parameter bei der Feststellung einer verstopften Wirkdruckleitung zu berücksichtigen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Überwachen einer
Differenzdruckmessanordnung, wobei die Differenzdruckmessanordnung einen
Differenzdruckmesswandler zum Erfassen einer Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck und zum Bereitstellen eines
Differenzdruckmesssignals welches von Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck abhängt; eine erste Wirkdruckleitung, welche an einen ersten Druckeingang des Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist, um den Differenzdruckmesswandler mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen; eine zweite Wirkdruckleitung, welche an einen zweiten Druckeingang des
Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist um den Differenzdruckmesswandler mit dem zweiten Mediendruck zu beaufschlagen; und mindestens einen Temperatursensor zum Ausgeben eines Temperatursignals, welches mit einer Temperatur der
Wirkdruckleitungen korreliert, aufweist,
wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: a) zumindest zeitweises Erfassen eines zeitlichen Verlaufs des Temperatursignals und des Differenzdruckmesssignals,
b) Feststellen, ob eine signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal festzustellen ist, und die Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten, c) Überprüfen, ob das Werten der Feststellung der signifikanten Korrelation
zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignal als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten, welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler erfasst wurden, verifizieren lässt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest der
Verfahrensschritte c) von einer innerhalb des Differenzdruckwandlers angeordneten Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit ausgeführt wird und zum Ausführen des Verfahrensschritts c) die weiteren Prozessdaten von einer, vorzugsweise zentralen Datenstelle, bspw. einem Prozessleitsystem oder einer Cloud, abgerufen bzw.
empfangen werden.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest der
Verfahrensschritt c) von einer außerhalb des Differenzdruckwandlers angeordneten, vorzugsweise zentralen Datenstelle, durchgeführt wird, welche über die weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten verfügt. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass zumindest der Verfahrensschritt b) von einer innerhalb des
Differenzdruckwandlers angeordneten Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit ausgeführt wird und die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit den Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung an die Datenstelle übermittelt, wobei die Datenstelle anhand der weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten überprüft, ob sich der Hinweis verifizieren lässt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten von Feldgeräten die den Prozess überwachen und/oder steuern erfasst werden und die zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten der Datenstelle von den Feldgeräten zur Verfügung gestellt werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verfahren weiterhin eine Analyse eines Rauchens oder einer Fluktuation des Differenzdruckmesssignals umfasst, und die Überprüfung ob das Rauschen oder die Fluktuation auf eine verstopfte Wirkdruckleitung hinweisen. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine verstopfte
Wirkdruckleitung signalisiert wird, wenn das Werten der Feststellung der signifikanten Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignal als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten verifiziert ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels der Differenzdruckmessanordnung, und
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels der Differenzdruckmessanordnung. Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Differenzdruckmessanordnung umfassen jeweils einen Differenzdruckmessumformer 10, welcher ein Sensormodul 1 1 , das zwischen einem ersten, hochdruckseitigen
Prozessanschlussflansch 12 und einem zweiten, niederdruckseitigen
Prozessanschlussflansch 13 angeordnet ist, und ein Elektronikmodul 1 5 mit einer Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit 14 aufweist, das von dem Sensormodul 1 1 gehalten wird, das Sensormodul mit Energie versorgt und Signale der Sensormoduls verarbeitet. Das Elektronikmodul ist über eine Zweidrahtleitung 1 6 an ein
Prozessleitsystem 41 angeschlossen, wobei das Elektronikmodul 1 5 über die
Zweidrahtleitung 1 6 kommuniziert und mit Energie versorgt wird. Die Zweidrahtleitung 16 kann insbesondere als Feldbus nach dem Profibus- bzw. Foundation Fieldus-Standard oder nach dem HART-Standard betrieben werden. Derartige
Differenzdruckmessumformer 10 sind an sich bekannt und werden beispielsweise unter der Marke Deltabar von der Anmelderin hergestellt und in Verkehr gebracht. Die
Differenzdruckmessanordnung umfasst weiterhin einen Wirkdruckgeber 20 zum Einbau in eine Rohrleitung 21 . Der Wirkdruckgeber umfasst eine Blende 22, einen ersten
Druckabgriffkanal 23 auf einer Hochdruckseite der Blende 22 und einen zweiten
Druckabgriffkanal 24 auf einer Niederdruckseite der Blende 22. Der hochdruckseitige Prozessanschlussflansch 12 ist über eine hochdruckseitige Wirkdruckleitung 25 an den hochdruckseitigen Druckabgriffkanal 23 angeschlossen, und der niederdruckseitige Prozessanschlussflansch ist über eine niederdruckseitige Wirkdruckleitung 26 an den niederdruckseitigen Druckabgriffkanal 24 angeschlossen. Die Begriffe
„hochd rückseitig" und„niederdruckseitig" beziehen sich auf eine durch einen Durchfluss (in der Zeichnung von links nach rechts) erzeugte Druckdifferenz, wobei diese proportional zum Quadrat der Durchflussgeschwindigkeit ist und beispielsweise in der Größenordnung von einigen 1 0 bis 1 00 mbar beträgt. Der statische Druck, dem diese durchflussabhängige Druckdifferenz überlagert ist, kann beispielsweise von 1 bar bis zu einigen 100 bar betragen.
Die Druckdifferenz wird mit einem Sensorelement des Sensormoduls 1 1 erfasst, wobei das Sensormodul ein von der erfassten Druckdifferenz abhängiges Sensormodulsignal an das Elektronikmodul 1 5 ausgibt, wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteinheit 14 des Elektronikmoduls 15 anhand des Sensormodulsignals ein die Druckdifferenz repräsentierendes Differenzdruckmesssignal generiert und über die Zweidrahtleitung 1 6 an das Prozessleitsystem 41 ausgibt. Zeitreihen des Differenzdruckmesssignals und/oder von Fluktuationen des Differenzdruckmesssignals können in einem Datenspeicher des Elektronikmoduls und/oder im Prozessleitsystem gespeichert werden.
Weiterhin weist die Differenzdruckmessanordnung einen Temperatursensor 30, welcher eine Temperatur der Wirkdruckleitungen erfasst. Sofern davon auszugehen ist, dass die Temperatur der Wirkdruckleitungen im Wesentlichen gleich ist, reicht ein
Temperatursensor aus, wenn dagegen stark abweichende Temperaturverläufe zu erwarten sind, kann es vorteilhaft sein, jeweils einen Temperatursensor für eine
Wirkdruckleitung vorzusehen. Der Temperatursensor 30 ist an das Elektronikmodul 14 angeschlossen, und stellt diesem Temperaturmesssignale bereit, die jeweils eine aktuell gemessene Temperatur repräsentieren. Von den Temperaturmesssignalen bzw. deren Fluktuationen können Zeitreihen im Messumformer und/oder im Leitsystem gespeichert werden.
Anhand der Zeitreihen der Differenzdruckmesssignale und der Temperaturmesswerte bzw. der entsprechenden Fluktuationen wird festgestellt, ob eine Wirkdruckleitung verstopft ist und, wenn ja, welche.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann durch eine Analyse der Fluktuationen bzw. des Rauschens des Differenzdruckmesssignals eine Verstopfung der
Wirkdruckleitungen erkannt werden. Grundsätzlich kann die vorliegende Erfindung an beliebige der Fluktuationsanalysen anknüpfen, wie folgt:
Zeitreihen der Differenzdruckmesssignale werden über einen längeren Zeitraum von mehreren Stunden, beispielsweise 8 bis 16 Stunden hinsichtlich ihrer Fluktuation bzw. ihres Rauschens und ihrer Korrelation mit der entsprechenden Zeitreihe der
Temperaturmesswerte ausgewertet, wobei insbesondere bei der Analyse der Fluktuation bzw. des Rauschens ein Vergleich mit Referenzdaten, die in einem Referenzzustand der Anlage erfasst worden sind, vorteilhaft ist.
Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass Fluktuationen bzw. Rauschen des Drucks in einem strömenden Medium mit zunehmender Fließgeschwindigkeit des Mediums größer werden. Bei einer intakten Durchflussmessanordnung werden diese Fluktuationen aber über beide Wirkdruckleitungen zum Differenzdruckmessumformer gelangen, und sich dort gegenseitig zu einem gewissen Grad kompensieren.
Wenn nun eine Wirkdruckleitung zu verstopfen, wird mit der Zeit diese Kompensation schwächer werden, so dass die Fluktuationen bzw. das Rauschen des
Differenzdruckmesssignals zunehmen. Hierbei geht es insbesondere um Fluktuationen in einem Frequenzbereich von mehr als 1 Hz, insbesondere mehr als 10 Hz bzw. mehr als 100 Hz.
Wenn also bei einem gegebenen Durchfluss bzw. mittleren Differenzdruck die Fluktuation des Differenzdruckmesssignals im Vergleich zu Referenzdaten, die bei offenen
Wirkdruckleitungen erfasst wurden, zugenommen hat, ist dies ein erstes Indiz für eine ganz oder teilweise verstopfte Referenzdruckleitung.
Somit wird dazu beigetragen Fehldiagnosen einer verstopften Wirkdruckleitung aufgrund zunehmender Fluktuationen des Differenzdruckmesssignals zu vermeiden.
Die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung bei einer festgestellten Zunahme der
Fluktuation P(V|F+) ist gegeben als:
P(V|F+) = P(F+|V)*P(V)/[P(F+|V)*P(V)+P(F+|Frei)*P(Frei)] (1 )
Hierbei sind: P(F+|V) die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer Verstopfung eine
zunehmende Fluktuation detektiert wird, P(V) die Wahrscheinlichkeit, dass eine
Wirkdruckleitung verstopft, P(F+| Frei) die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer freien
Wirkdruckleitung eine Zunahme des Fluktuationen detektiert wird, und P(Frei) die
Wahrscheinlichkeit, dass eine Wirkdruckleitung frei bleibt.
Geht man zum Zwecke der Erläuterung davon aus, dass 2% aller Wirkdruckleitungen wegen Verstopfung ausfallen, wobei eine verstopfte Wirkdruckleitung mit einer
Wahrscheinlichkeit von 99% zur Detektion einer Zunahme der Fluktuationen führt, und nimmt man weiterhin, dass eine freie Wirkdruckleitung mit einer Wahrscheinlichkeit von nur 4% zur Feststellung einer erhöhten Fluktuation führen, dann ist die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung bei einer festgestellten Zunahme der Fluktuation P(V|F+) nach
Gleichung 1 lediglich ein Drittel.
Dies ist keine komfortable Situation für den Betreiber einer Prozessanlage, der anhand des Befundes zu entscheiden hat, ob die Anlage angehalten und gewartet werden soll, denn zwei von drei Wartungsmaßnahmen würden überflüssig sein.
Durch die Analyse einer Korrelation zwischen einer Änderung des
Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal ist nun ein unabhängiger Ansatz zum Feststellen einer Verstopfung gegeben, denn wenn aufgrund einer
Verstopfung ein Medium in einer Wirkdruckleitung eingeschlossen ist, so bewirkt eine Temperaturänderung und eine damit einhergehenden Volumenänderung des Mediums eine Druckänderung in der Wirkdruckleitung, die sich unmittelbar auf den gemessenen Differenzdruck auswirkt. Wenn die Verstopfung noch nicht vollständig ist, so muss bei einer Temperaturänderung Medium über die entstehende Verstopfung, die als Drossel wirkt, zum Volumenausgleich zu- oder abfließen. Auch dies bewirkt in der betroffenen Wirkdruckleitung eine Druckänderung, die sich auf das Differenzdruckmesssignal auswirkt. Eine Korrelation zwischen einer Änderung des Temperaturmesssignals und dem
Differenzdruckmesssignal ist daher ein von der Fluktuationsanalyse des
Differenzdruckmesssignals unabhängiges Indiz für eine Verstopfung. Durch Kombination der beiden vorgenannten Analysemethoden, wird eine Aussage über eine festgestellte Verstopfung zuverlässiger, wie nachfolgend erläutert wird.
Die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung bei einer festgestellten Korrelation zwischen einer Änderung des Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal P(V|K) ist gegeben als:
P(V|K) = P(K|V)*P(V)/[P(K|V)*P(V)+ P(K|Frei)*P(Frei)] (2) Hierbei sind: P(K|V) die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer Verstopfung eine Korrelation zwischen der Änderung des Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal detektiert wird, P(V) die Wahrscheinlichkeit, dass eine Wirkdruckleitung verstopft, P(K|Frei) die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer freien Wirkdruckleitung eine Korrelation zwischen der Änderung des Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal detektiert wird, und P(Frei) die Wahrscheinlichkeit, dass eine Wirkdruckleitung frei bleibt. Geht man zum Zwecke der Erläuterung wieder davon aus, dass 2% aller
Wirkdruckleitungen wegen Verstopfung ausfallen, wobei eine verstopfte Wirkdruckleitung mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% zur Detektion einer Zunahme der Fluktuationen führt, und nimmt man weiterhin, dass eine freie Wirkdruckleitung mit einer
Wahrscheinlichkeit von 10% zur Feststellung einer Korrelation zwischen der Änderung des Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal führen, dann beträgt die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung bei einer festgestellten Korrelation zwischen der Änderung des Temperaturmesssignals und dem Differenzdruckmesssignal P(V|F+) nach Gleichung 2 lediglich ein Sechstel. Isoliert betrachtet ist dieser Test schlechter als der Fluktuationstest. Aus der Kombination der beiden unabhängigen Tests ergibt sich aber ein erheblicher Gewinn an Zuverlässigkeit bei der Feststellung einer Verstopfung.
Geht man beispielsweise von einem positiven Ergebnis beim zweiten Test aus, so liegt eine Verstopfung einer Wirkdruckleitung mit einer Wahrscheinlichkeit von P(V)=1 /6 vor. Setzt man diese Wahrscheinlichkeit P(V) = 1 /6 nun als Anfangswahrscheinlichkeit für eine Verstopfung in die Betrachtung der Signifikanz der unabhängige Fluktuationsanalyse für eine Verstopfung so gilt nach Gleichung 1 mit ansonsten unveränderten Annahmen: P(V|F+) = P(F+|V)*P(V)/[P(F+|V)*P(V)+P(F+|Frei)*P(Frei)]
= 99% * 1 /6 / [99% * 1 /6 + 4% * 5/6]
« 5/6 Durch die Kombination der beiden Tests wäre also bei Gültigkeit der angenommenen Randbedingungen die Zuverlässigkeit einer Feststellung einer Verstopfung von 1 /3 auf 5/6 gestiegen. Das wäre eine Verbesserung der Vorhersagequalität um das
Zweieinhalbfache, wenngleich der zweite Test an sich sogar als weniger zuverlässig angenommen wurde als der erste Test.
Die Indizien für eine Verstopfung anhand der beiden Analysen können folgendermaßen zusammengefasst werden:
Bildet sich eine Verstopfung der hochdruckseitigen Wirkdruckleitung 25, nimmt die Fluktuation des Differenzdruckmesssignals zu, und die Korrelation des
Differenzdruckmesssignals mit Änderungen des Temperaturmesswerts geht gegen +1 . Bildet sich eine Verstopfung der niederdruckseitigen Wirkdruckleitung 26, nimmt die Fluktuation des Differenzdruckmesssignals zu, und die Korrelation des
Differenzdruckmesssignals mit Änderungen des Temperaturmesswerts geht gegen -1 . Sind beide Wirkdruckleitungen offen, ist eine unveränderte Fluktuation des
Differenzdruckmesssignals zu erwarten, und die Korrelation des
Differenzdruckmesssignals mit Änderungen des Temperaturmesswerts geht gegen null. Bildet sich eine Verstopfung in beiden Wirkdruckleitungen, so ist eine abnehmende Fluktuation des Differenzdruckmesssignals zu erwarten, und die Korrelation des Differenzdruckmesssignals mit Änderungen des Temperaturmesswerts geht gegen null. Im laufenden Messbetrieb können periodisch die beiden diskutierten Diagnoseroutinen auf Fluktuationen des Differenzdruckmesssignals und auf Korrelationen zwischen Temperaturänderungen und dem Differenzdruckmesssignal durchgeführt werden, wobei in Abhängigkeit der in der ersten und zweiten Spalte angegebenen Befunde der in der dritten Spalte angegebene Zustand festgestellt.
Figure imgf000012_0001
In dem Fall dass eine Verstopfung der hochdruckseitigen und/oder niederdruckseitigen Wirkdruckleitung festgestellt wird, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Verifikation des festgestellten Zustands mit Hilfe weiterer Prozessdaten 51 durchgeführt wird, bevor eine Signalisierung einer verstopften Wirkdruckleitung erfolgt. Hierzu ist es gemäß dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit 14 des Elektronikmoduls 1 5 des
Differenzdruckmesswandlers 10 dazu eingerichtet ist, die Verifikation selbst
durchzuführen. Zur Verifikation kann die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit 14 auf eine Datenstelle 40 zugreifen, der die weiteren Prozessdaten des Prozesses zugeführt sind, um anhand dieser weiteren Prozessdaten 51 eine Verifikation durchzuführen. Die weiteren Prozessdaten 51 werden von weiteren Feldgeräten 50, die sich in dem Prozess befinden, erfasst oder dienen zum Stellen des Prozess mittels eines
entsprechenden ausgebildeten weiteren Feldgerätes 50, bspw. eines Ventils. Bei den weiteren Prozessdaten kann es sich bspw. um die Sollwert des Durchflusses oder die Drehzahl einer Pumpe handeln. Die weiteren Prozessdaten 51 werden in einem
Datenspeicher bzw. Datenstelle 40 zentral, d.h. die Prozessdaten laufen hier zusammen, vorgehalten. Wie in Fig. 1 dargestellt, können die weiteren Prozessdaten 51 bspw. in dem Prozessleitsystem 41 , welches zum Führen des Prozesses in einer Anlage dient, vorgehalten werden. Alternativ können die weiteren Prozessdaten 51 , wie in Fig. 2 dargestellt, auch in einer Cloud 42, welche zusätzlich oder alternativ zu dem
Prozessleitsystem vorgesehen ist, vorgehalten werden. Hierbei kann das
Prozessleitsystem ebenfalls durch Teile der Cloud gebildet werden, oder aber separat davon ausgeführt sein. Im letzteren Fall, kann die Steuerung der Anlage über die durch die Cloud vernetzten Feldgeräte erfolgen und die weiteren Prozessdaten 51 werden zum Abruf durch die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit 14 in der zentralen Datenstelle vorgehalten.
Die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit 14 kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich, derartig ausgeführt sein, dass sie sich vollständig innerhalb des Differenzdruckwandlers 10 befindet oder, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zumindest in einen ersten Teil 14a und einen zweiten Teil 14b aufgeteilt sein. Hierbei befindet sich lediglich der zweite Teil 14b innerhalb des Differenzdruckwandlers 1 0 und dient zum Feststellen der signifikanten Korrelation zwischen der Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignals und zum Werten der signifikanten Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung. Der erste Teil 14a befindet sich abgesetzt von dem
Differenzdruckwandler 1 0, je nach Ausführung, entweder in dem Prozessleitsystem 41 oder der Datenstelle 40, bspw. der Cloud, und dient dazu, den durch den zweiten Teil 14b festgestellten Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung anhand der weiteren
Prozessdaten 51 zu verifizieren. Denkbar ist natürlich auch, dass der erste Teil 14a unabhängig von dem Prozessleitsystem 41 und/oder der Datenstelle 40 ausgebildet ist und eine separate Einheit bildet. Bezugszeichenliste Differenzdruckmesswandler
Sensormodul
ersten Druckeingang
zweiter Druckeingang
Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit
a Erster Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit
b Zweiter Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit
Elektronikmodul
Zweidrahtleitung
drahtlose Datenverbindung
Wirkdruckgeber
Rohrleitung
Blende
hochdruckseitigen Druckabgriffkanal
niederdruckseitigen Druckabgriffkanal
hochdruckseitige Wirkdruckleitung
niederdruckseitige Wirkdruckleitung
Temperatursensor
Datenstelle, vorzugsweise zentrale Datenstelle
Prozessleitsystem
Cloud
weitere Feldgeräte zum Erfassen und/oder Stellen einer Prozessgröße weitere Prozessdaten

Claims

Patentansprüche
1 . Differenzdruckmessanordnung, umfassend:
einen Differenzdruckmesswandler (1 0) zum Erfassen der Differenz zwischen einem
ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck und zum Bereitstellen eines
Differenzdruckmesssignals welches von Differenz zwischen einem ersten
Mediendruck und einem zweiten Mediendruck abhängt;
eine erste Wirkdruckleitung (25), welche an einen ersten Druckeingang (12) des
Differenzdruckmesswandlers (1 0) angeschlossen ist, um den
Differenzdruckmesswandler mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen; eine zweite Wirkdruckleitung (26), welche an einen zweiten Druckeingang (13) des
Differenzdruckmesswandlers (10) angeschlossen ist um den
Differenzdruckmesswandler mit dem zweiten Mediendruck zu beaufschlagen; mindestens einen Temperatursensor (30) zum Ausgeben eines Temperatursignals
welches mit einer Temperatur der Wirkdruckleitungen korreliert (25 26) ; und eine Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) zum Verarbeiten des
Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals;
wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) dazu eingerichtet ist, anhand des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals eine signifikante
Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignal festzustellen, und die Feststellung einer signifikanten Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten und ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten (51 ), welche vorzugsweise nicht von dem
Differenzdruckmesswandler (10) erfasst wurden, verifizieren lässt.
2. Differenzdruckmessanordnung nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine von dem Differenzdruckmesswandler (10) abgesetzt angeordnete, vorzugsweise zentrale Datenstelle (40), bspw. ein Prozessleitsystem (41 ) oder eine Cloud (42), wobei der
Differenzdruckmesswandler (10) die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) umfasst und die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14) ferner dazu eingerichtet ist, die weiteren Prozessdaten von der Datenstelle (40) zur Überprüfung abzurufen bzw. zu empfangen.
3. Differenzdruckmessanordnung nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine von dem Differenzdruckmesswandler (10) abgesetzt angeordnete, vorzugsweise zentrale Datenstelle (40), bspw. ein Prozessleitsystem (41 ) oder eine Cloud (42), wobei die Datenstelle zumindest einen ersten Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14a) umfasst, wobei der in der Datenstelle (40) umfasste erste Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14a) dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das Werten als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten, welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler (10) erfasst wurden, verifizieren lässt.
Differenzdruckmessanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Differenzdruckmesswandler (10) einen zweiten Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14b) aufweist, wobei der zweite Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14b) dazu eingerichtet ist, anhand des Differenzdruckmesssignals und des Temperatursignals eine signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal festzustellen, und die
Feststellung einer signifikanten Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte
Wirkdruckleitung zu werten.
Differenzdruckmessanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der zweite Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14b) ferner dazu eingerichtet ist, den Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung an den ersten Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14a) zu kommunizieren und der erste Teil der Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14a) ferner dazu eingerichtet ist, anhand der weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten zu überprüfen, ob sich der Hinweis verifizieren lässt.
Differenzdruckmessanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, eine positive Korrelation zwischen einer Temperatursignaländerung einerseits, die einem Temperaturanstieg entspricht, und dem Differenzdrucksignal andererseits, als Indiz für eine Verstopfung der ersten Wirkdruckleitung zu werten.
7. Differenzdruckmessanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, eine negative Korrelation zwischen einer Temperatursignaländerung einerseits, die einem Temperaturanstieg entspricht, und dem Differenzdrucksignal andererseits, als Indiz für eine Verstopfung der zweiten Wirkdruckleitung zu werten.
Differenzdruckmessanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungs- und Auswertungseinheit (14) weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen charakteristischen Parameter eines Rauschens oder einer Fluktuation des Differenzdruckmesssignals zu ermitteln, und diesen Parameter bei der Feststellung einer verstopften Wirkdruckleitung zu
berücksichtigen.
9. Verfahren zum Überwachen einer Differenzdruckmessanordnung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Differenzdruckmessanordnung einen Differenzdruckmesswandler zum Erfassen einer Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck und zum Bereitstellen eines Differenzdruckmesssignals welches von Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck abhängt; eine erste Wirkdruckleitung, welche an einen ersten Druckeingang des
Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist, um den Differenzdruckmesswandler mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen; eine zweite Wirkdruckleitung, welche an einen zweiten Druckeingang des Differenzdruckmesswandlers angeschlossen ist um den Differenzdruckmesswandler mit dem zweiten Mediendruck zu
beaufschlagen; und mindestens einen Temperatursensor zum Ausgeben eines Temperatursignals, welches mit einer Temperatur der Wirkdruckleitungen korreliert, aufweist,
wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
d) zumindest zeitweises Erfassen eines zeitlichen Verlaufs des Temperatursignals und des Differenzdruckmesssignals,
e) Feststellen, ob eine signifikante Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal festzustellen ist, und die Korrelation als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung zu werten, f) Überprüfen, ob das Werten der Feststellung der signifikanten Korrelation
zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem
Differenzdrucksignal als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung sich anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten, welche vorzugsweise nicht von dem Differenzdruckmesswandler erfasst wurden, verifizieren lässt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest der
Verfahrensschritte c) von einer innerhalb des Differenzdruckwandlers (1 0) angeordneten Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (14b) ausgeführt wird und zum Ausführen des Verfahrensschritts c) die weiteren Prozessdaten von einer, vorzugsweise zentralen Datenstelle (40), bspw. einem Prozessleitsystem (41 ) oder einer Cloud (42), abgerufen bzw. empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei zumindest der Verfahrensschritt c) von einer außerhalb des Differenzdruckwandlers (1 0) angeordneten, vorzugsweise zentralen Datenstelle (40), durchgeführt wird, welche über die weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten verfügt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest der
Verfahrensschritt b) von einer innerhalb des Differenzdruckwandlers (1 0) angeordneten Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (1 0) ausgeführt wird und die Verarbeitungs- und/oder Auswerteeinheit (10) den Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung an die Datenstelle (40) übermittelt, wobei die Datenstelle (40) anhand der weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten überprüft, ob sich der Hinweis verifizieren lässt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, wobei die weiteren zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten von Feldgeräten (50) die den Prozess überwachen und/oder steuern erfasst werden und die zu dem Prozess zugehörigen Prozessdaten der Datenstelle von den Feldgeräten (50) zur Verfügung gestellt werden.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Verfahren weiterhin eine Analyse eines Rauchens oder einer Fluktuation des
Differenzdruckmesssignals umfasst, und die Überprüfung ob das Rauschen oder die
Fluktuation auf eine verstopfte Wirkdruckleitung hinweisen.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, wobei eine verstopfte Wirkdruckleitung signalisiert wird, wenn das Werten der Feststellung der signifikanten Korrelation zwischen einer Veränderung des Temperatursignals und dem Differenzdrucksignal als Hinweis auf eine verstopfte Wirkdruckleitung anhand weiterer zu dem Prozess zugehöriger Prozessdaten verifiziert ist.
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