一种用于开/关阀门(1)的调节装置，具有气动驱动装置(2)，该驱动装置取决于是否存在有可由控制系统(5)提供的控制电压(Vs)而进气或排气，而且阀门(1)在进气时运动到运行位置上和在排气时运动到安全位置上。为了实施部分行程测试，为阀门(1)配有电气动位置控制器(8)。为了减少技术费用，电气动位置控制器(8)直接与气动驱动装置(2)连接而不需要中间接入可由控制电压(Vs)控制的电磁阀；位置控制器(8)在供电侧连接至可由控制系统(5)提供的控制电压(Vs)并设计用于在供电停止时使气动驱动装置(2)排气；在位置控制器(8)中存储了用于实施部分行程测试的例行程序和用于阀门(1)在运行位置上的规定位置的值。
1.一种用于开/关阀门(1)的调节装置，具有气动驱动装置(2)，所述气动驱动装置取决于是否存在有可由控制系统(5)提供的控制电压(Vs)而进气或排气，而且所述阀门(1)在进气时运动到运行位置上和在排气时运动到安全位置上，并且所述调节装置具有电气动位置控制器(8)，所述位置控制器为了实施部分行程测试使所述阀门(1)短时地在其部分调节行程上运动到规定位置上，同时检测所述阀门(1)的实际位置，并取决于所述实际位置和所述规定位置产生用于所述气动驱动装置(2)的气动调节参量，其特征在于，所述电气动位置控制器(8)直接与所述气动驱动装置(2)连接，而不需要中间接入可由所述控制电压(Vs)控制的电磁阀；所述位置控制器(8)在供电侧连接至可由所述控制系统(5)提供的所述控制电压(Vs)，并设计用于在供电停止时使所述气动驱动装置(2)排气；以及在所述位置控制器(8)中存储了用于实施所述部分行程测试的例行程序和用于所述阀门(1)在所述运行位置上的所述规定位置的值。
2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，在所述位置控制器(8)中存储的、用于所述阀门(1)在所述运行位置上的所述规定位置的所述值比所述阀门(1)在所述运行位置上的的终点抵靠位置要小一个微小的量值。
3.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有操纵元件(17)，用于触发所述部分行程测试。
4.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有操纵元件(17)，用于触发所述部分行程测试。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有用于触发所述部分行程测试的信号输入端(18)。
6.根据权利要求5所述的调节装置，其特征在于，所述信号输入端(18)是二进制输入端。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有定时脉冲发生器(19)，用于以有规律的时间间隔触发所述部分行程测试。
8.根据权利要求6所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有定时脉冲发生器(19)，用于以有规律的时间间隔触发所述部分行程测试。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有存储器(23)，用于存储在所述部分行程测试期间所记录的所述阀门(1)的所述实际位置。
10.根据权利要求8所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有存储器(23)，用于存储在所述部分行程测试期间所记录的所述阀门(1)的所述实际位置。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有评估装置(20)，用于评估所述部分行程测试，还具有信号输出端(22)用于报告测试结果。
12.根据权利要求10所述的调节装置，其特征在于，所述位置控制器(8)具有评估装置(20)，用于评估所述部分行程测试，还具有信号输出端(22)用于报告测试结果。
13.根据权利要求11所述的调节装置，其特征在于，所述信号输出端(22)是二进制输出端。
14.根据权利要求12所述的调节装置，其特征在于，所述信号输出端(22)是二进制输出端。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于一种位置信号装置(24)，用于对于在所述部分行程测试中是否已经达到所述实际位置发出信号。
16.根据权利要求14所述的调节装置，其特征在于一种位置信号装置(24)，用于对于在所述部分行程测试中是否已经达到所述实际位置发出信号。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，布置在用于所述位置控制器(8)的压缩空气供应装置中的压力监控器(14)与所述位置控制器(8)的信号输入端(15)连接；而且所述位置控制器(8)设计用于在低于最小压力时停止调节并关闭所述气动驱动装置(2)的进气和排气。
18.根据权利要求16所述的调节装置，其特征在于，布置在用于所述位置控制器(8)的压缩空气供应装置中的压力监控器(14)与所述位置控制器(8)的信号输入端(15)连接；
而且所述位置控制器(8)设计用于在低于最小压力时停止调节并关闭所述气动驱动装置(2)的进气和排气。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，其特征在于，用于为所述阀门(1)的偏离于所述运行位置的额定值的实际位置发出信号的位置极限值信号装置(16)与所述位置控制器(8)的信号输入端(15)连接；而且所述位置控制器(8)设计用于，在超过位置偏差时停止调节并关闭所述气动驱动装置(2)的进气和排气。
20.根据权利要求16所述的调节装置，其特征在于，用于为所述阀门(1)的偏离于所述运行位置的额定值的实际位置发出信号的位置极限值信号装置(16)与所述位置控制器(8)的信号输入端(15)连接；而且所述位置控制器(8)设计用于，在超过位置偏差时停止调节并关闭所述气动驱动装置(2)的进气和排气。
用于开/关阀门的调节装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于开/关阀门的调节装置，具有气动驱动装置，该驱动装置取决于是否存在有可由控制系统提供的控制电压而进气或排气，而且阀门在进气时运动到运行位置上和在排气时运动到安全位置上，并且该调节装置具有电气动位置控制器，电气动位置控制器为了实施部分行程测试使阀门短时地在其部分调节行程上运动到规定位置上，同时检测阀门的实际位置，并取决于实际位置和规定位置产生用于气动驱动装置的气动调节参量。
背景技术
[0002] 在由DE 10 2006 003 750 A1或DE 10 2005 004 477 A1已知的调节装置中，借助于气动驱动装置使气动开/关阀门，尤其是紧急断开(ESD＝紧急停机)阀门或者进入到运行位置上，例如“开”，或者进入到安全位置上，例如“关”。电磁阀利用由控制系统提供的控制电压来控制，该电磁阀使气动驱动装置与压缩空气供应装置相连接。在紧急情况下将控制电压断开，以便通过电磁阀使气动驱动装置排气，从而使阀门从运行位置运动到安全位置上。
[0003] 为了能移在部分行程测试的范畴中检查调节装置的功能，在气动驱动装置上加装了一个附加的位置控制器。在部分行程测试中，借助于位置控制器使阀门从运行位置在其部分调节行程上运动，并接着又返回。在此，位置变化是如此地小，从而不必中断装入了调节阀门的装置正在进行中的运行，而且干扰不大。在部分行程测试期间检测并存储调节运动。
[0004] 在已知的调节装置中，除了电磁阀之外，位置控制器作为另外的带有相应的接线和管路的组合件加装在该由阀门和驱动装置组成的设备上。此外，为了对位置控制器进行控制必须在控制系统中提供模拟输出组件，该组件例如提供4-20mA的信号，以便传输用于阀门控制的额定值。这无论在材料方面还是资金方面都是大的附加花费。另外，虽然设备可以借助于位置控制器和由其所实施的部分行程测试来运行测试，但电磁阀需要另外一种测试方法。
[0005] 所列举的问题有一小部分在由前述的DE 10 2005 004 477 A1已知的调节装置中得到解决，在该装置中电磁阀集成在位置控制器的壳体中。当然总是还需要有分开的电磁阀功能并且在控制系统中必需有模拟输出组件，该组件提供用于位置控制器的额定值。同样也还必需对电磁阀进行测试。
发明内容
[0006] 根据本发明，根据如下途径来解决此问题，即在开头所述类型的调节装置中，位置控制器在供电侧连接于可由控制系统提供的控制电压，并设计用于，在供电停止时使气动驱动装置排气；而且在该位置控制器中存储了用来实施部分行程测试的例行程序和用于阀门在运行位置上的规定位置的值。
[0007] 在根据本发明的调节装置中完全取消了电磁阀，其中，位置控制器承担其功能。此外，位置控制器自动地实施部分行程测试，以便提前识别出阀门的不灵活性或卡塞情况。位置控制器不需要规定额定值，例如以4-20mA信号的形式，从而在这种情况下在控制系统中不再需要昂贵的模拟输出组件。代替它的是，用于阀门在其运行位置上的规定位置的值存储在(编入程序在)位置控制器中。该额定值优选地比阀门在运行位置上的终点抵靠位置(Endanschlag)要小一个微小的量值，例如为终点抵靠位置的97％。位置控制器总是试图来调节对应于额定值的阀门位置，直至需要进行部分行程测试，或者在紧急情况下使气动驱动装置排气，以便使阀门到达安全位置上。在此，可以利用对于调节阀(与开/关阀门不同)来说已知的、位置控制器的诊断功能，如监测压缩空气泄漏或设备的不灵活性，由此进一步提高了安全性，这是因为通过不断的调节过程，持久地在小信号范围里进行可与部分行程测试比较的测试。
[0008] 由于在根据本发明的调节装置中没有进行额定值设定，例如以4-20mA信号的形式，因此也以有利的方式满足了一些使用者/经营者的要求，据此，在停止用于位置控制器的4-20mA额定值信号时，不应使阀门运动到安全位置上。
[0009] 位置控制器被供应有如同在现有技术中对于可能实现紧急断开功能的电磁阀也是必需的相同的控制电压，一般为24V-信号。位置控制器因此完全取代了该电磁阀。如果将控制电压断开，那么位置控制器(例如根据SIL2认证的SIMENS-位置控制器-SIPART PS2)就如同在现有技术中电磁阀所作的那样使气动驱动装置排气。代替了两个加装在由阀门和驱动装置组成的设备上的组合件，但只需要位置控制器，该位置控制器同时承担电磁阀的功能。因此简化了管路布设，正如同样地加装在设备上那样，这是因为只是还要加装和连接上组合件。初始的对于电磁阀所必需的电缆和用于该电磁阀的电源可以继续应用于位置控制器。
[0010] 因为在根据本发明的调节装置中不再存在有电磁阀，当然也就取消了对其进行的测试。还有：通过总是起作用的位置控制器的气动输出级，该输出级在阀门的运行位置上调节了小的调节偏差，因此位置控制器的气动输出阀门“粘住”的危险就明显小于在连续地在一个位置上运行的电磁阀。
[0011] 部分行程测试可以手动地通过在位置控制器上的操纵元件，通过二进制的信号(该信号例如由控制系统通过数字输出端发送至位置控制器的二进制输入端)来触发，或者自动地由位置控制器以有规律的间隔通过包含在位置控制器中的定时脉冲发生器来触发。部分行程测试原则上也可以通过HART-命令(4-20mA)由控制系统出发来起动，然而这可能要求在那里有一个模拟输出组件。
[0012] 部分行程测试的评估可以通过位置控制器自给自足地来进行，其中在部分行程测试期间所接收的阀门实际位置被存储在位置控制器的存储器中以用于进行诊断。实际值的变化曲线例如可以局部地通过笔记本电脑用例如PDM(过程设备管理器)来读出，并与参照曲线进行对比。在位置控制器的评估装置中对测试进行评估之后，可以通过一种优先为二进制的信号输出端将测试结果传输至控制系统。但是也可以通过位置信号装置、用接点或者以接近开关(例如槽形接近开关)的形式将在部分行程测试中所达到的实际位置的信号继续传输。此外，也可以通过位置控制器的例如一个4-20mA的输出级，使阀门位置的变化实现模拟反馈。最后，在现有的通信接口，如HART或者现场总线的情况下，可以通过通信接口反馈至控制系统。测试结果也可以显示在位置控制器的显示器上。
[0013] 根据本发明的调节装置的可用性可以有利地还进一步通过以下途径来改善：布置在用于位置控制器的压缩空气供应装置中的压力监控器与位置控制器的信号输出端连接；而且位置控制器设计用于，在低于最小压力时停止(einstellen)调节，并关闭气动驱动装置的进气和排气。用于为阀门的偏离于运行位置的实际位置发出信号的位置极限值信号装置可以可替换地与位置控制器的信号输出端相连接，并且该位置控制器设计用于，在超过位置偏差时停止调节，并关闭气动驱动装置的进气和排气。当压缩空气供应装置受到干扰而引起供应压力太低时，使位置控制器的气动输出阀门关闭，从而使位置控制器不再徒劳地尝试再调整阀门位置，而是将现有的压缩空气封闭在气动驱动装置中，并因此阻止进一步发生的阀门从运行位置上远离的位置变化。
附图说明
[0014] 以下参照附图对本发明作进一步的说明，其中
[0015] 图1示出了根据现有技术的调节装置；和
[0016] 图2示出了根据本发明的调节装置的一个实施例。
具体实施方式
[0017] 图1所示的根据现有技术的调节装置具有开/关阀门1，其借助于气动驱动装置2，通过调节元件3(这里以提升杆的形式)或者可以运动到运行位置上，例如“开”，或者可以运动到安全位置上，例如“关”。电磁阀4利用由控制系统5所提供的控制电压Vs来控制，该电磁阀将气动驱动装置2与压缩空气供应装置6连接。在紧急情况下将控制电压Vs切断，以便通过电磁阀4使气动驱动装置2排气。气动驱动装置2随后变成无压的，并使调节元件3连同阀门1，例如在弹簧7的作用下，从运行位置运动到安全位置上。
[0018] 为了能够在部分行程测试中检查调节装置的功能，在电磁阀3和压缩空气供应装置6之间气动地接入附加的位置控制器8。位置传感器9在调节元件3上检测阀门1的实际位置并将其输送给位置控制器8，该位置控制器取决于实际位置和可预定的规定位置作为调节参量来调节可变的输出压力，以便通过气动驱动装置2使阀门1运动至规定位置上。为了对规定位置进行预定，位置控制器8通过通信连接10，例如4-20mA的线路，与控制系统5的模拟输出组件11相连接。在部分行程测试中借助于位置控制器8使阀门1从运行位置在其部分调节行程上运动，并接着又运动返回。位置的变化是如此地小，以至于装入有阀门1的设备的当前的运行不必被中断，并且受干扰不大。在例如由控制系统5自动地，以有规律的时间间隔，通过通信连接10或者手动地通过操纵元件而在位置控制器8上所触发的部分行程测试期间，检测阀门1的调节运动，必要时将其存储起来，并通过另一个通信连接12传送至控制系统5，在那里对部分行程测试进行分析评估。测试取决于以下情况被评定为成功的：在最小时间之内实现预定的位置变化，或者在预定的时间之内，位置变化达到最小值。根据此方式可以确定：阀门4是否卡锁住或者反应太慢。
[0019] 图2所示的根据本发明的调节装置的实施例与图1所示的根据现有技术中的装置的区别在于：位置控制器8也承担了这里取消了的电磁阀的功能，并且在中间不接入电磁阀的情况下而与气动驱动装置2连接。用于阀门1的在其运行位置上的规定位置的值Ssoll存储在位置控制器8中，因此不需要通过控制系统5进行额定值的预定。位置控制器8由控制系统5供给控制电压Vs。如果控制电压Vs停止或者其被断开，那么位置控制器8就因此通过其气动输出级13使气动驱动装置2排气，从而阀门1进入到安全位置上。只要控制电压Vs施加在位置控制器8上，则该位置控制器就对应于存储的额定值Ssoll来调节阀的位置，该额定值比阀门1在其运行位置上的终点位置要小一个微小的量值，例如3％。因此，调节总是被激活的，这减小了位置控制器8的气动输出阀门输出级13发生“粘住”的危险。为了在压缩空气供应装置6中压力下降很大的情况下阻止由于没有进行调节的措施而使阀门1太过量地从运行位置上出来继续运动，在压缩空气供应装置6中布置了压力监控器
14，如果小于最小压力的话，则该压力监控器通过信号输入端15向位置控制器8发送信号。
位置控制器8则终止其调节功能，并取而代之地关闭气动驱动装置2的进气和排气。可替换地可以设置位置极限值信号装置16，如果阀门1的实际位置太过量地偏离于额定值Ssoll的话，那么该位置极限值信号装置通过信号输入端15向位置控制器8发送信号。
[0020] 部分行程测试可以选择地手动通过操纵元件17，通过一种在位置控制器8的信号输入端18处的二进制信号，或者以有规律的间隔，通过包含在位置控制器8中的定时脉冲发生器19来触发。
[0021] 为了对部分行程测试进行评估，位置控制器8具有评估装置20，其将测试结果显示在显示器21上，和/或经过一个优选为二进制的信号输出端22发出信号至控制系统5。在部分行程测试期间所记录的阀门1的实际位置被存储在位置控制器8的存储器23中以用于进行诊断。在部分行程测试中所达到的实际位置的信号但也可以通过位置信号装置
24，例如以接近开关的形式而继续进行传输。
[0022] 只要存在有通信接口，如HART或者现场总线，那么就可以进行部分行程测试的启动和测试结果的读取，以用于进一步的评估、可视化或者存档。
