Zustandsüberwachung an Prozessventilen mit intelligenten Stellungsreglern

Elektropneumatische Stellungsregler werden zusammen mit pneumatischen Stellantrieben zur Regelung und Steuerung von Prozessventilen in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt. Der Ausfall oder die Fehlfunktion von Prozessventilen kann in Anlagen mit kontinuierlich betriebenen Prozessen zu hohen Reparatur-, Folge- und Ausfallkosten führen oder in Zusammenhang mit Wirkungsgradverlusten oder Leckagen nicht nur zu permanenten wirtschaftlichen Verlusten, sondern auch zu einer ökologischen Belastung führen. Es ist somit das Bestreben aller Anlagenbetreiber, den fortschreitenden Verschleiß, das Entstehen von Schäden und einen sich ankündigenden Geräteausfall rechtzeitig zu erkennen, um entsprechend dem Prozessverlauf angepasst reagieren zu können.Der Einsatz eines Mikroprozessors im Stellungsregler ermöglicht dem Anwender mehr Flexibilität und bietet darüber hinaus die Möglichkeit zur Kommunikation mit zentralen Leitstellen über genormte Feldbus-Systeme. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Stellungsregler nicht nur für Regelaufgaben zu nutzen, sondern auch zu Diagnosezwecken einzusetzen.In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass es mit Hilfe signalgestützter Erkennungsmethoden, Schätzverfahren und Neuronaler Netze möglich ist, aus wesentlichen zur Verfügung stehenden zeitveränderlichen Zustandsgrößen wie den Soll- und Istwerten des Weges, der Stellgröße und dem Druck in den Antriebskammern auf die interessierenden Veränderungen am pneumatischen Antrieb zu schließen. Entsprechende Techniken wurden in Simulationen und in praktischen Untersuchungen erprobt und verifiziert. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf Leckagen am Antrieb, das Reibungsniveau und das Spiel in der Wegrückführung gelegt.