DE20105027U1 - Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät - Google Patents
Diagnoseeinrichtung für ein FeldgerätInfo
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Description
ABB Patent GmbH 21. März 2001
Kallstadter Strassei 71727 MS/Kie
68309 Mannheim
Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät im industriellen Umfeld einer verfahrenstechnischen Anlage.
Derartige Feldgeräte sind in einer verfahrenstechnischen Anlage verteilt angeordnet und in Form von Sensoren zur Aufnahme von prozessualen Messwerten physikalischer Größen sowie als Aktoren zur Einstellung Klappen, Ventilen oder dergleichen eingesetzt.
Die Feldgeräte sind regelmäßig über Kommunikationsleitungen mit einer zentralen Steuerung verbunden. Die Kommunikation zwischen der zentralen Steuerung und den Feldgeräten erfolgt über ein genormtes Datenaustauschprotokoll.
Zur Erfassung des physischen Zustande werden Feldgeräte unabhängig von ihrer regelungstechnischen Einbindung einer regelmäßigen Kontrolle durch Inaugenscheinnahme unterzogen, um Beschädigungen zu erkennen und, insbesondere bei Aktoren, den Verschleißzustand zu ermitteln. Diese notwendige Kontrolle wird häufig durch die prozessual bedingte Einbaulage der Feldgeräte erschwert. Teilweise sind die Feldgeräte derart in die verfahrenstechnischen Anlage integriert, dass der laufende Prozess zur Kontrolle eines Feldgeräts unterbrochen und anschließend wieder angefahren werden muss.
Jedoch bietet die regelmäßige Kontrolle keine Möglichkeit zur Erkennung plötzlich auftretender Beschädigungen zwischen aufeinanderfolgenden Kontrollen, die die Funktion des Feldgeräts beeinträchtigen aber nicht zum Totalausfall führen.
71727 MS/Kie - 2 - 21.03.2001
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Feldgerät mit Mitteln auszustatten, die eine Ermittlung des Zustande in Einbaulage des Feldgeräts gestatten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von einem Feldgerät aus, das in beliebiger für sich bekannter Weise mit einer zentralen Steuerung verbunden ist und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden ist.
Erfindungsgemäß ist das Feldgerät mit einer akustische Datenerfassungseinrichtung ausgestattet.
Auf diese Weise werden kontinuierlich akustische Informationen über den Zustand des Feldgeräts gewonnen, die von der Lage des Feldgeräts unabhängig sind. Damit ist das Feldgerät auch in verdeckter Einbaulage inspizierbar. Darüber hinaus sind Prozessgrößen an hand charakteristischer Geräusche während des Betriebs verifizierbar.
Vorteilhafterweise sind Demontagearbeiten am Feldgerät und damit Stilllegungen des verfahrenstechnischen Prozesses verzichtbar. Darüber hinaus sind Beschädigungen des Feldgeräts, die zwischen den turnusmäßigen Kontrollintervallen eintreten, ohne Zeitverzug erkennbar und behandelbar.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer Diagnoseeinrichtung an einem Stellantrieb
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer Diagnoseeinrichtung an einem
Durchflussmessgerät
In der Figur 1 ist als Feldgerät 1 ein Stellantrieb zur Betätigung einer Armatur 7, die als Ventil ausgeführt ist, vereinfacht dargestellt. Derartige Stellantriebe weisen ein
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Antriebsorgan zur Betätigung der Armatur 7 auf. Das Antriebsorgan ist als Hubstange 15 ausgeführt.
Der Stellantrieb 1 ist in für sich bekannter Weise über Kommunikationsleitungen 3 mit einer zentralen Steuerung 2 verbunden und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden.
Darüber hinaus weist der Stellantrieb 1 mit einer akustischen Datenerfassungseinrichtung 12 auf. Im einzelnen ist die akustische Datenerfassungseinrichtung 12 mit einem für sich bekannten Mikrofon 13 ausgestattet. Das Mikrofon 13 ist nahe der Hubstange 15 angeordnet. Bei fortgeschrittenem Verschleiß des Stellantriebs 1 erzeigt die Hubstangenbewegung Geräusche, die für den Verschleißzustand charakteristisch sind. Je nach Art und Intensität der Geräusche wird auf den Verschleißzustand des Stellantriebs 1 geschlossen. Die Geräusche werden mit dem Mikrofon 13 in adäquate elektrische Toninformationen umgesetzt.
Die aufgenommenen Toninformationen werden einer Datensammeleinrichtung 4 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. Dabei ist vorgesehen, dass die akustischen Datenerfassungseinrichtung 12 über einen separaten Datenpfad 5 mit der zentralen Datensammeleinrichtung 4 verbunden ist. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, die vergleichsweise geringe Übertragungskapazität der Kommunikationsverbindung zwischen dem Stellantrieb 1 und der zentralen Steuerung 2 mit der vergleichsweise großen Datenmenge der aufgenommenen Toninformationen zu belasten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der separate Datenpfad 5 über eine Schnittstelleneinrichtung 14 zur drahtlosen Datenübertragung geführt. Dabei werden die aufgenommenen Toninformationen drahtlos zu der zentralen Datensammeleinrichtung 4 übertragen.
Vorteilhafterweise ist damit die Verlegung separater Übertragungsleitungen verzichtbar. Damit erhöht sich die Einsatzflexibilität des Stellantriebs 1.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der separate Datenpfad 5 zumindest partiell über das Internet geführt ist. Vorteilhafterweise ist es dadurch möglich, die
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zentrale Datensammeleinrichtung 4 beliebig weit von der Datenerfassungseinrichtung 12 zu beabstanden.
Mit der Datensammeleinrichtung 4 sind Mittel zur Auswertung der aufgenommenen Toninformationen verbunden. Vorzugsweise werden die Toninformationen mit einem automatischen Tonbearbeitungssystem ausgewertet.
Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel ist in Figur 2 als Feldgerät 1 ein Durchflussmessgerät vereinfacht dargestellt. Derartige Durchflussmessgeräte &iacgr;&ogr; sind für sich bekannt und werden zur Erfassung der Durchflussmenge eines fließfähigen Prozessmediums durch eine Rohrleitung 6 verwendet. Dazu ist ein Durchflussfühler 16 in einem Rohrabschnitt 17 angeordnet.
Das Mikrofon 13 ist mit dem Rohrstück des Durchflussmessgeräts 1 akustisch gekoppelt. Das Prozessmedium erzeugt in Abhängigkeit von der Durchflussmenge beim Durchströmen des Rohrabschnitts 17 ein charakteristisches Geräusch. Je nach Art und Intensität der Geräusche wird auf die Durchflussmenge geschlossen. Die Geräusche werden mit dem Mikrofon 13 in adäquate elektrische Toninformationen umgesetzt.
Die aufgenommenen Toninformationen werden einer Datensammeleinrichtung 4 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. Die aus dem Geräusch ermittelte Durchflussmenge wird mit dem Messwert des Durchflussmessgeräts 1 für die Durchflussmenge verglichen. Bei übereinstimmenden Mengenangaben ist der Messwert des Durchflussmessgeräts 1 bestätigt. Bei signifikanten Abweichungen zwischen beiden Mengenangaben wird auf einen Defekt an dem Durchflussmessgerät 1 geschlossen.
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| 1 | Feldgerat |
| 11 | Rohrabschnitt |
| 12 | Datenerfassungseinrichtung |
| 13 | Mikrofon |
| 14 | Schnittstelleneinrichtung |
| 15 | Hubstange |
| 16 | Durchflussfühler |
| 17 | Rohrabschnitt |
| 2 | Steuerung |
| 3 | Kommunikationsleitung |
| 4 | Datensammeleinrichtung |
| 5 | Datenpfad |
| 6 | Rohrleitung |
| 7 | Armatur |
Claims (3)
1. Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät, das über einen Datenpfad mit einer zentralen Steuerung verbunden und physisch und regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät (1) mit einer akustische Datenerfassungseinrichtung (12) ausgestattet ist.
2. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Datenerfassungseinrichtung (12) über einen separaten Datenpfad (5) mit einer zentralen Datensammeleinrichtung (4) verbunden ist.
3. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der separate Datenpfad (5) über eine Schnittstelleneinrichtung (14) zur drahtlosen Datenübertragung geführt ist.
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