[发明专利]有开关阀、气动操动机构、电磁阀和功能监控装置的系统

说明书

本发明涉及具有开关阀、气动操动机构、电磁阀和功能监控装置的系统，包括：具有开关阀(2)、气动的操动机构(3)和电磁阀(9)的现场设备(1)，和功能监控装置(13)，其中电磁阀(9)在受到电驱控时对操动机构(3)加载压缩气体(10)并且在未受驱控时排气，操动机构(3)在加载压缩气体(10)时将开关阀(2)运动到开关位置的一个中并且在排气时运动到开关位置的另一个中，并且其中功能监控装置(13)设计用于，检测表明开关阀的运动的至少一个参数，功能监控装置(13)具有检测磁场变化的磁场传感器(15)，磁场传感器布置在电磁阀(9)的区域中并且产生唤醒用于检测至少一个参数的信号的功能监控装置(13)。

技术领域

本发明涉及一种系统，其包括：具有开关阀、气动的操动机构(Stellantrieb)和电磁阀的现场设备，和功能监控装置，其中，电磁阀在电驱动时为操动机构加载压缩气体并且在未驱动时排气，其中，操动机构在被加载压缩气体时将开关阀运动到一个开关位置并且在排气时运动到另一个开关位置，并且其中，功能监控装置设计用于，检测表明开关阀的运动的至少一个参数。

背景技术

这种系统从EP 2 381 149 B1中已知，其中，功能监控装置是现场设备的组成部分。

在过程工业中需要具有两个有确定定义的开关状态(通常100％打开和完全闭合)的开关阀或切换阀，以便使介质通行或阻挡介质，并且在许多情况下履行安全相关的任务。在已知的系统中，开关阀借助于气动操动机构或者置于运行位置、例如“开”，或者置于安全位置、例如“关”。借助控制系统提供的控制电压来驱动的电磁阀(预控阀)将操动机构与压缩气体供应装置连接。在电压失效的情况下或如果在紧急情况下切断控制电压，那么气动的操动机构经由电磁阀排气，使得开关阀从运行位置运动到安全位置。根据开关阀的构型，操动机构能够构成为线性驱动器或转动驱动器。

在从上述EP 2 381 149 B1中已知的现场设备中，功能监控装置包括用于检测充斥于操动机构的工作腔中的气动工作压力或在电磁阀处输出的气动的控制压力的时间变化的压力传感器。根据时间变化中所检测到的压力变化以及根据压力变化经验值来确定物理工艺变量，如开关阀的位置、行程时间、或调节路径。当实际压力曲线或实际压力变化曲线偏离无故障工作的开关阀的理论压力变化曲线或理论压力曲线并超过预设公差时，产生故障信号。

当检测到压力变化、尤其是压力下降和/或压力升高时，就可以启动对气动压力的时间变化曲线的检测，尤其启动开关阀的功能诊断。

具有开关阀、气动的操动机构、电磁阀和功能监控装置的现场设备也在DE 102007 034 059 B4、DE 10 2007 034060 B4、DE 10 2007 022 762 B4、DE 10 2009 006 533B4、DE 10 2007 020 597 A1或DE 10 2007 016 817 A1中披露。

在这些已知的系统中，功能监控装置用于在部分行程测试(Partial-Stroke-Test)的范畴中检查操动机构的正常运作。

为此，例如在操动机构处构建额外的位置调节器。在部分行程测试中，开关阀借助于位置调节器从运行位置经由其调节路径的一部分朝安全位置的方向运动并且随后再次向回运动。在此，位置改变很小以至于装有开关阀的设施的持续运行不必被中断并且只受到不明显的干扰。位置调节器具有位置传感器，以便在部分行程测试期间检测调节运动并且随后进行补偿和/或评估。当开关阀正常地在全行程测试范畴中或在紧急情况下闭合时，当然也能够在部分行程测试之外检测调节运动。在此，能够通过位置调节器检测其他的、表明操动机构的参数，例如馈送气体压力并且进行评估。然而，仅对于部分行程测试设置位置调节器，这在材料和财务方面都属于高耗费。

在从上述DE 10 2007 034 059 B4披露的系统中，没有位置调节器的功能监控装置是能胜任的，但是操动机构的功能监控仅限于部分行程测试。