DE10128447A1

DE10128447A1 - Electropneumatic actuator drive has position sensor and is fitted with wireless communications interface corresponding to that of position sensor

Info

Publication number: DE10128447A1
Application number: DE2001128447
Authority: DE
Inventors: Thomas Georg Karte
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2003-01-02
Also published as: DE20122880U1

Abstract

The device consists of an electric unit, a pneumatic unit, a position sensor (13) and a pneumatic drive for operating an actuator element (31) in an armature. The position sensor is directly connected to the actuator element and is fitted with a wireless communications interface and the electropneumatic actuator drive is fitted with a wireless communications interface corresponding to that of the position sensor.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektropneumatischen Stellantrieb bestehend aus einer elektrischen Einheit, einer pneumatischen Einheit, einem Positionssensor und einem pneumatischen Antrieb zur Betätigung eines Stellgliedes in einer Armatur gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to an electropneumatic actuator consisting of a electrical unit, a pneumatic unit, a position sensor and a pneumatic actuator for actuating an actuator in a valve according to Preamble of claim 1.

Elektropneumatische Stellantriebe werden bevorzugt in verfahrenstechnischen Anlagen mit hohem Explosionsrisiko sowie mit hoher elektromagnetischer oder radioaktiver Strahlungsbelastung eingesetzt, in denen andersartige Antriebe unzulässig oder nur mit hohem zusätzlichen Aufwand für Schutzmaßnahmen verwendbar sind. Electropneumatic actuators are preferred in process engineering Plants with a high risk of explosion and with high electromagnetic or radioactive radiation exposure, in which different types of drives are prohibited or can only be used for protective measures with great additional effort.

Stellantriebe dieser Art dienen zur geregelten Betätigung von Klappen und Ventilen. Derartige Ventile sind regelmäßig mit Hubstangen oder Schwenkstangen versehen, die an einem Ende mit einem elektropneumatischen Antrieb oder einem elektrischen Antrieb beaufschlagt werden, wobei das gegenüberliegende Hubstangenende die aufgeprägte Bewegung in den Ventilkörper derart einbringt, dass dort ein Verschlusselement, beispielsweise ein Ventilteller, betätigt werden kann. Ventile dieser Art sind als Prozessventile eingesetzt und müssen online während eines laufenden Prozesses betätigbar sein. Eine entsprechend geregelte Nachstellung der Ventilantriebe erfolgt dabei durch sogenannte Stellungsregler, der Gegenstand der elektrischen Einheit ist. Dieselben sind an dem besagten Ventil zumeist seitlich angebaut. Die entsprechende Ventilstangenbewegung wird dabei über einen mechanischen Abgriff auf den Stellungsregler übertragen. Actuators of this type are used for the controlled actuation of flaps and valves. Such valves are regularly provided with lifting rods or swivel rods at one end with an electropneumatic drive or an electric one Drive are applied, the opposite end of the lifting rod introduces imprinted movement into the valve body in such a way that a Closure element, for example a valve plate, can be actuated. Valves this Art are used as process valves and need to be online during an ongoing process Process can be operated. A correspondingly regulated re-adjustment of the Valve drives are made by so-called positioners, the subject of electrical unit. They are mostly on the side of the valve grown. The corresponding valve rod movement is over a transfer mechanical tap to the positioner.

Ein solcher Stellantrieb für Ventile der besagten Art ist aus der DE 42 39 432 C2 bekannt. Hierbei wird beispielsweise eine Vertikalbewegung bzw. eine Längsbewegung eines Ventilantriebsgliedes übertragen in eine Dreh- oder Schwenkbewegung einer entsprechenden Abgriffswelle des Stellungsreglers. Hierzu wird ein Übertragungsstift verwendet, der in eine Öffnung des Antriebsgliedes des Ventils hineingreift. Die Hubbewegung nimmt somit den besagten Stift in entsprechender Weise mit, der auf einem Verschwenkelement eine Umwandlung der Hubbewegung in eine Drehbewegung vornimmt, so dass die Eingangswelle des Stellungsreglers proportional zur Hubbewegung eine Drehbewegung ausführt. Wichtig ist hierbei in allen Fällen, dass die Übertragung zwischen Antriebsglied und dem Stellungsregler möglichst spielfrei ist. Je kleiner das dabei auftretende mechanische Spiel ist, um so kleiner ist die sich daraus insgesamt ergebende Hysterese. Die Minimierung derselben steht dabei im Vordergrund. Such an actuator for valves of the type mentioned is from DE 42 39 432 C2 known. Here, for example, a vertical movement or a longitudinal movement of a valve drive member transferred into a rotary or pivoting movement corresponding tap shaft of the positioner. For this, a transmission pin used, which engages in an opening of the drive member of the valve. The Stroke movement takes the said pin in a corresponding manner, the on a pivoting element a conversion of the lifting movement into a Rotates so that the input shaft of the positioner is proportional executes a rotary movement for the lifting movement. It is important in all cases that the transmission between the actuator and the positioner is possible is free of play. The smaller the mechanical play that occurs, the smaller the resulting hysteresis. The minimization of this stands in the foreground.

Insbesondere bei Großprozessventilen besteht das Problem, dass die Länge der Übertragungsglieder zur Übermittlung der Hubbewegung des Ventilantriebsgliedes zum Stellungsregler proportional zur Dimension des Prozessventils wächst und mit größer werdender Länge die Hysterese und damit die Messungenauigkeit steigt. Darüber hinaus stellt bereits die Masse der Übertragungsglieder eine verschleißbehaftete Belastung der Abgriffswelle des Stellungsreglers dar, die die Messgenauigkeit im Betrieb weiter vermindert. Weiterhin sind bei vielen Anwendungen Vibrationen zu beobachten, sogar mit Beschleunigungswerten größer der 10-fachen Erdbeschleunigung. Die wegen der auftretenden Hysterese federvorgespannten mechanischen Abgriffelemente neigen durch Vibration zu besonders starkem Verschleiß. The problem with large process valves in particular is that the length of the Transmission elements for transmitting the stroke movement of the valve drive element to the positioner proportional to the dimension of the process valve grows and with As the length increases, the hysteresis and thus the measurement inaccuracy increases. In addition, the mass of the transmission elements already represents one wear-bearing load on the tap shaft of the positioner, which the Measurement accuracy further reduced in operation. Furthermore, in many applications Observe vibrations, even with acceleration values greater than 10 times Acceleration due to gravity. The spring-loaded because of the hysteresis that occurs Mechanical tapping elements tend to be particularly strong due to vibration Wear.

Druckmittelbetriebene Stellantriebe sind aber nicht ausschließlich nur mit Hubantrieben versehen. Ebenso sind Drehantriebe möglich, bei denen das Ziel ist, sowohl den Abgriff als auch die Übertragung der Längsbewegung in eine Drehbewegung spielfrei zu halten. Actuators operated by pressure medium are not, however, only available with linear actuators Mistake. Rotary drives are also possible in which the goal is both Tapping as well as the transmission of the longitudinal movement into a rotary movement without play to keep.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektropneumatischen Stellantrieb der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Genauigkeit der Messung der Hubbewegung des Ventilantriebsgliedes bei möglichst geringer Hysterese unabhängig von der Dimension des Stellantriebs und vom Verschleiß ist. The invention is therefore based on the object of an electropneumatic Actuate actuator of the generic type in such a way that the accuracy the measurement of the stroke movement of the valve drive member with the lowest possible Hysteresis is independent of the dimension of the actuator and wear.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben. According to the invention, this object is achieved with the means of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Die Erfindung geht von einem elektropneumatischen Stellantrieb bestehend aus einer elektrischen Einheit, einer pneumatischen Einheit, einem Positionssensor und einem pneumatischen Antrieb aus. Der Stellantrieb ist mit einer Armatur verbunden. Die Betätigungseinheit der pneumatischen Einheit ist über ein Antriebsglied mit dem Stellglied der Armatur verbunden. The invention relates to an electropneumatic actuator consisting of a electrical unit, a pneumatic unit, a position sensor and a pneumatic drive off. The actuator is connected to a valve. The Actuating unit of the pneumatic unit is connected to the drive element Actuator of the valve connected.

Erfindungsgemäß ist der Positionssensor unmittelbar mit dem Stellglied der Armatur verbunden und mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Dabei wird unter dem Stellglied der Armatur auch dessen einstückig angeformtes Betätigungselement verstanden. Darüber hinaus ist die elektrische Einheit des elektropneumatischen Stellantriebs mit einer zu der des Positionssensors korrespondierenden drahtlosen Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Durch den Wegfall mechanische Gelenke, Kupplung oder Zahnräder ist die Anordnung verschleißfrei, insbesondere gegenüber Vibrationsbelastung. According to the position sensor is directly with the actuator of the valve connected and equipped with a wireless communication interface. there is also integrally molded under the actuator of the valve Actuator understood. In addition, the electrical unit of the electropneumatic actuator with one to that of the position sensor corresponding wireless communication interface. By the The arrangement is omitted mechanical joints, coupling or gears wear-free, especially against vibration.

Der Positionssensor folgt unmittelbar und zwangsweise der Bewegung des Stellglieds der Armatur. Damit ist der Messwert der Position des Stellglieds in der Armatur unabhängig von der Dimension des Stellantriebs hysteresefrei. Darüber hinaus entfällt der Aufwand für die Übertragungsglieder zur mechanischen Übertragung der Position zum Positionssensor ersatzlos. The position sensor immediately and forcibly follows the movement of the actuator the valve. This is the measured value of the position of the actuator in the valve regardless of the dimension of the actuator hysteresis-free. In addition, it does not apply the effort for the transmission elements for the mechanical transmission of the position to the position sensor without replacement.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Positionssensor mit Mitteln zur dezentralen Energieversorgung ausgestattet. Damit entfällt der Aufwand zur Verkabelung des Positionssensors mit der elektrischen Einheit. Insbesondere in explosionsgefährdeten verfahrenstechnischen Anlagen, in denen gemäß einschlägigen Rechtsvorschriften elektrotechnische Einrichtungen Limitierungen unterliegen, ist der Wegfall galvanischer Verbindungen zwischen einzelnen Einrichtungen vorteilhaft. According to a further feature of the invention, the position sensor is provided with means for decentralized energy supply. This eliminates the effort for Wiring the position sensor to the electrical unit. Especially in hazardous process engineering systems, in which according to relevant Legislation on electrical equipment is subject to limitations Elimination of galvanic connections between individual devices is advantageous.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die pneumatische Einheit und der pneumatischen Antrieb zu einer Baueinheit zusammengefasst. Damit entfällt der Aufwand für pneumatische Verbindungsleitungen und Anschlussstellen. Darüber hinaus verringert sich die Anzahl der Dichtstellen im pneumatischen System. Ein besonderer Vorteil dieses Merkmals liegt in der Verringerung der Signallaufzeit zwischen den Mitteln der pneumatischen Einheit und dem pneumatischen Antrieb. Damit wird das Antwortverhalten des elektropneumatischen Stellantriebs verbessert. According to a further feature of the invention, the pneumatic unit and the pneumatic drive combined into one unit. This eliminates the Effort for pneumatic connecting lines and connection points. About that the number of sealing points in the pneumatic system is also reduced. On a particular advantage of this feature is the reduction in the signal transit time between the means of the pneumatic unit and the pneumatic drive. This improves the response behavior of the electropneumatic actuator.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die elektrische Einheit von der pneumatischen Einheit und der Armatur entfernt angeordnet. Damit wird erreicht, dass insbesondere in verfahrenstechnischen Anlagen mit hoher elektromagnetischer oder radioaktiver Strahlungsbelastung der strahlungsunempfindliche pneumatische Antrieb unter Verzicht auf vielgliedrige Kraftübertragungselemente unmittelbar mit der Armatur verbunden und strahlungsempfindliche elektrische Einheit in einem entfernt angeordneten, strahlungsgeschützten Bereich untergebracht ist. Durch die freizügige Positionierbarkeit der elektrischen Einheit wird darüber hinaus eine Verbesserung der Handhabung von Bedien- und Beobachtungselementen der elektrischen Einheit erreicht. According to a further feature of the invention, the electrical unit is of the pneumatic unit and the valve arranged away. This ensures that especially in process engineering plants with high electromagnetic or radioactive radiation exposure of the radiation-insensitive pneumatic drive without the use of multi-part power transmission elements directly with the valve connected and removed radiation sensitive electrical unit in one arranged, radiation-protected area is housed. Through the permissive Positionability of the electrical unit will also improve the Handling of control and monitoring elements of the electrical unit reached.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die elektrische Einheit Schnittstellen zum Anschluss weiterer Messwertaufnehmer desselben prozessualen Regelkreises auf. Vorteilhafterweise lassen sich aus der Kombination von Messwerten und Stellwerten desselben prozessualen Regelkreises der Verschleiß des Stellantriebs und der Armatur ermitteln und somit vor deren Ausfall signalisieren. According to a further feature of the invention, the electrical unit has interfaces for connecting additional sensors of the same process control loop on. The combination of measured values and Manipulated values of the same procedural control loop the wear of the actuator and determine the valve and signal it before it fails.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. The necessary drawings show:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines elektropneumatischen Stellantriebs an einer Klappenarmatur Fig. 1 shows a schematic diagram of an electropneumatic actuator on a flap valve

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines elektropneumatischen Stellantriebs an einer Ventilarmatur Fig. 2 is a schematic diagram of an electropneumatic actuator on a valve fitting

Fig. 3 eine Detaildarstellung des Positionssensors Fig. 3 shows a detailed view of the position sensor

Fig. 4 eine Detaildarstellung der elektrischen Einheit Fig. 4 is a detailed representation of the electrical unit

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer Prozessanordnung Fig. 5 is a schematic illustration of a process arrangement

In Fig. 1 ist ein elektropneumatischer Stellantrieb an einer Klappenarmatur dargestellt. Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel zeigt Fig. 2 einen elektropneumatischen Stellantrieb an einer Ventilarmatur. In Fig. 1, an electropneumatic actuator is shown on a valve assembly. Using the same reference numerals for the same means, FIG. 2 shows an electropneumatic actuator on a valve fitting.

Gemäß Fig. 1 und 2 besteht der elektropneumatische Stellantrieb aus einer elektrischen Einheit 11, einer pneumatischen Einheit 12, einem Positionssensor 13 und einem pneumatischen Antrieb 14. Die elektrische Einheit 11 ist über eine Anschlussleitung 111 mit der pneumatischen Einheit 12 verbunden. Der pneumatische Antrieb 14 des Stellantriebs ist auf eine Armatur 3 abgestützt. According to Fig. 1 and 2, the electro-pneumatic actuator of an electrical unit 11, a pneumatic unit 12, a position sensor 13 and a pneumatic drive 14. The electrical unit 11 is connected to the pneumatic unit 12 via a connecting line 111 . The pneumatic drive 14 of the actuator is supported on a valve 3 .

Die pneumatische Einheit 12 wandelt das elektrische Stellsignal in ein pneumatisches Stellsignal um. Dazu wird pneumatische Hilfsenergie zugeführt. Diese sogenannten e/p Wandler sind bekannt und beispielsweise in DE 32 05 576 C2 beschrieben. The pneumatic unit 12 converts the electrical control signal into a pneumatic control signal. Pneumatic auxiliary energy is supplied for this. These so-called e / p converters are known and are described, for example, in DE 32 05 576 C2.

Die pneumatische Einheit 12 und der pneumatischen Antrieb 14 können zu einer Baueinheit zusammengefasst sein. Damit entfällt der Aufwand für pneumatische Verbindungsleitungen und Anschlussstellen. Darüber hinaus verringert sich die Anzahl der Dichtstellen im pneumatischen System. Ein besonderer Vorteil dieses Merkmals liegt in der Verringerung der Signallaufzeit zwischen den Mitteln der pneumatischen Einheit 12 und dem pneumatischen Antrieb 14. Damit wird das Antwortverhalten des elektropneumatischen Stellantriebs verbessert. The pneumatic unit 12 and the pneumatic drive 14 can be combined into one structural unit. This eliminates the effort for pneumatic connecting lines and connection points. In addition, the number of sealing points in the pneumatic system is reduced. A particular advantage of this feature is the reduction in the signal transit time between the means of the pneumatic unit 12 and the pneumatic drive 14 . This improves the response behavior of the electropneumatic actuator.

Die elektrische Einheit 11 ist von der pneumatischen Einheit 12 und der Armatur 3 entfernt angeordnet. Das pneumatische System bestehend aus der pneumatischen Einheit 12 und und dem pneumatischen Antrieb 14 sowie die Armatur 3 sind prozessnah im durch Explosionsgefahr beziehungsweise durch elektromagnetische oder radioaktive Strahlung belasteten Bereich 5 angeordnet. Die elektrische Einheit 11 ist in einem von diesen Belastungen freien Bereich 6 angeordnet. The electrical unit 11 is arranged away from the pneumatic unit 12 and the fitting 3 . The pneumatic system consisting of the pneumatic unit 12 and the pneumatic drive 14 as well as the armature 3 are arranged close to the process in the area 5 which is exposed to the risk of explosion or electromagnetic or radioactive radiation. The electrical unit 11 is arranged in an area 6 free from these loads.

Die Armatur 3 weist ein bewegliches Verschlusselement 31 auf, mit dem der freie Querschnitt einer Rohrleitung 2 einstellbar ist. Zur gezielten Betätigung des Verschlusselements 31 weist der pneumatische Antrieb 14 eine Hubstange 141 auf. The fitting 3 has a movable closure element 31 with which the free cross section of a pipeline 2 can be adjusted. The pneumatic drive 14 has a lifting rod 141 for targeted actuation of the closure element 31 .

Bei der Klappenarmatur nach Fig. 1 wird die Hubbewegung der Hubstange 141 dem Verschlusselement 31 mittels Hebel 142 in eine Drehbewegung umgewandelt aufgeprägt. Bei der Ventilarmatur nach Fig. 2 ist eine Kupplung 143 zur Verbindung der Hubstange 141 und dem Ventilschaft des Verschlusselements 31 vorgesehen. In the flap valve according to FIG. 1, the lifting movement of the lifting rod 141 is impressed on the closure element 31 by means of lever 142 converted into a rotary movement. In the valve fitting according to FIG. 2, a coupling 143 is provided for connecting the lifting rod 141 and the valve stem of the closure element 31 .

Der Positionssensor 13 des Stellantriebs ist auf dem Verschlusselement 31 angeordnet und weist gemäß Fig. 3 ein Sensorelement 134 und eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 131 auf. Darüber hinaus verfügt der Positionssensor 13 über Mittel 132 zur dezentralen Energieversorgung. Dazu kann in einer ersten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Positionssensor 13 mit Solarelementen ausgestattet ist. In einer weiteren Ausführungsform kann der Positionssensor 13 mit Mitteln zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie ausgestattet sein. Dabei wird aus der Drehbewegung des Verschlusselements 31 elektrische Energie gewonnen. In einer dritten Ausführungsform kann der Positionssensor 13 mit Mitteln zur Umwandlung kinetischer Energie bewegter Materie in elektrische Energie ausgestattet sein. Dabei wird die Bewegung des durch die Rohrleitung 2 und die Armatur 3 strömenden Mediums zur Erzeugung elektrischer Energie nutzbar gemacht. Alternativ wird aus der zum Betrieb des elektropneumatischen Stellantriebs erforderlichen Druckluft elektrische Energie gewonnen. Dazu kann eine Turbine vorgesehen sein. Zusätzlich ist der Positionssensor 13 mit einem Akkumulator 133 zur Speicherung elektrischer Energie ausgestattet. Damit werden Zeiten überbrückt, in denen die primäre mechanische oder kinetische Energie bewegter Materie temporär nicht zur Verfügung steht. The position sensor 13 of the actuator is arranged on the closure element 31 and, according to FIG. 3, has a sensor element 134 and a wireless communication interface 131 . In addition, the position sensor 13 has means 132 for decentralized energy supply. For this purpose, it can be provided in a first embodiment that the position sensor 13 is equipped with solar elements. In a further embodiment, the position sensor 13 can be equipped with means for converting mechanical energy into electrical energy. Electrical energy is obtained from the rotary movement of the closure element 31 . In a third embodiment, the position sensor 13 can be equipped with means for converting kinetic energy of moving matter into electrical energy. The movement of the medium flowing through the pipeline 2 and the fitting 3 is made usable for generating electrical energy. Alternatively, electrical energy is obtained from the compressed air required to operate the electropneumatic actuator. A turbine can be provided for this. In addition, the position sensor 13 is equipped with an accumulator 133 for storing electrical energy. This bridges times when the primary mechanical or kinetic energy of moving matter is temporarily unavailable.

Der Positionssensor 13 folgt unmittelbar und zwangsweise der Bewegung des Verschlusselements 31 der Armatur 3. Dazu kann vorgesehen sein, den Positionssensor 13 an der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13a bezeichneten Position an dem einstückig an das Verschlusselement 31 angeformten Betätigungselement anzuordnen. Alternativ kann vorgesehen sein, den Positionssensor 13 an der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13b bezeichneten Position unmittelbar an dem Verschlusselement 31 anzuordnen. In der alternativen Ausführungsform wird direkt die Abmessung der aktiven Ventilöffnung erfasst. Damit ist der Messwert der Position des Verschlusselements 31 in der Armatur 3 unabhängig von der Dimension des Stellantriebs hysteresefrei. Toleranzen und mechanische Lose der Kraftübertragungsglieder zwischen dem Stellantrieb und dem Verschlusselement 31 bleiben ohne Einfluss auf den Positionsmesswert. Der ermittelte Positionsmesswert wird über die drahtlosen Kommunikationsschnittstelle an die elektrische Einheit 11 übertragen. Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle des Positionssensors 13 ist als Funksender ausgebildet. The position sensor 13 immediately and forcibly follows the movement of the closure element 31 of the fitting 3 . For this purpose, provision can be made to arrange the position sensor 13 at the position designated in FIG. 2 with the reference symbol 13 a on the actuating element integrally formed on the closure element 31 . Alternatively it can be provided to dispose the position sensor 13 at the position indicated in Fig. 2b with the reference number 13 position immediately on the closure member 31. In the alternative embodiment, the dimension of the active valve opening is recorded directly. The measured value of the position of the closure element 31 in the fitting 3 is thus free of hysteresis, regardless of the dimension of the actuator. Tolerances and mechanical looseness of the force transmission elements between the actuator and the closure element 31 remain without influence on the position measurement value. The determined measured position value is transmitted to the electrical unit 11 via the wireless communication interface. The wireless communication interface of the position sensor 13 is designed as a radio transmitter.

Die elektrische Einheit 11 umfasst gemäß Fig. 4 einen Mikrocontroller 112, an den eine Anzeigeeinheit 113 und eine Tastatur 114 angeschlossen sind, sowie eine zu der des Positionssensors 13 korrespondierende drahtlose Kommunikationsschnittstelle, die als Funkempfänger ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die elektrische Einheit 11 mit Messwertanschlüssen 115 zum Anschluss weiterer Messwertaufnehmer desselben prozessualen Regelkreises ausgestattet. According to FIG. 4, the electrical unit 11 comprises a microcontroller 112 , to which a display unit 113 and a keyboard 114 are connected, and a wireless communication interface corresponding to that of the position sensor 13 , which is designed as a radio receiver. In addition, the electrical unit 11 is equipped with measured value connections 115 for connecting further measured value recorders of the same procedural control loop.

In Fig. 5 ist eine Prozessanordnung ausschnittweise prinzipiell dargestellt. Der prozessuale Regelkreis betrifft einen Abschnitt einer Rohrleitung 2, in dem eine Armatur 3 mit einem Stellantrieb 1 zur Steuerung des Durchflusses eines in der Rohrleitung 2 strömenden Mediums angeordnet ist. Der Abschnitt einer Rohrleitung 2 ist darüber hinaus mit einem Temperatursensor 21, einem Drucksensor 22, einem Durchflusssensor 23 und einem Differenzdrucksensor 24 ausgestattet. Der Temperatursensor 21, der Drucksensor 22, der Durchflusssensor 23 und der Differenzdrucksensor 24 sind jeweils für sich mit der elektrischen Einheit 11 des Stellantriebs 1 verbunden. Dazu sind jeweils Anschlussleitungen zwischen den Messwertanschlüssen 115 der elektrischen Einheit 11 und den Sensoren 21, 22 und 23 vorgesehen. Aus der Kombination von Messwerten für die Temperatur, den Druck, den Differenzdruck über dem Ventil und den Durchfluss wird der Verschleiß des Stellantriebs und der Armatur ermittelt. A process arrangement is shown in detail in principle in FIG. 5. The procedural control loop relates to a section of a pipeline 2 , in which a fitting 3 with an actuator 1 for controlling the flow of a medium flowing in the pipeline 2 is arranged. The section of a pipeline 2 is also equipped with a temperature sensor 21 , a pressure sensor 22 , a flow sensor 23 and a differential pressure sensor 24 . The temperature sensor 21 , the pressure sensor 22 , the flow sensor 23 and the differential pressure sensor 24 are each individually connected to the electrical unit 11 of the actuator 1 . For this purpose, connecting lines are provided between the measured value connections 115 of the electrical unit 11 and the sensors 21 , 22 and 23 . The combination of measured values for temperature, pressure, differential pressure across the valve and flow rate is used to determine the wear of the actuator and valve.

So sind für ein gegebenes Ventil, das zum Beispiel zur Regelung einer Gasströmung eingesetzt wird, der Differenzdruck über dem Ventil, die das Ventil durchströmende Gasmenge und die Ventilstellung über die sogenannte Ventilkennlinie miteinander verknüpft. Stehen als Messgrößen Durchfluß und Druck zusätzlich zur Ventilstellung zur Verfügung, kann aus einer Änderung des Verhältnisses der Größen zueinander auf Änderung und Verschleiß am Ventilkegel durch Abrasion oder Kavitation geschlossen werden. Bezugszeichenliste 1 Stellantrieb
11 elektrische Einheit
111 Anschlussleitung
112 Mikrocontroller
113 Anzeigeeinheit
114 Tastatur
115 Messwertanschluss
116 Empfänger
12 pneumatische Einheit
121 Druckluftanschluss
13 Positionssensor
131 Sender
132 Energieversorgung
133 Energiespeicher
134 Sensorelement
14 pneumatischer Antrieb
141 Hubstange
142 Hebel
143 Kupplung
2 Rohrleitung
21 Temperatursensor
22 Drucksensor
23 Durchflusssensor
3 Armatur
31 Verschlusselement
5 belasteter Bereich
6 belastungsfreier Bereich
For a given valve, which is used, for example, to regulate a gas flow, the differential pressure across the valve, the amount of gas flowing through the valve and the valve position are linked with one another via the so-called valve characteristic curve. If flow and pressure are also available as measured variables in addition to the valve position, a change in the ratio of the variables to one another can be used to infer change and wear on the valve plug due to abrasion or cavitation. Reference number list 1 actuator
11 electrical unit
111 connecting cable
112 microcontrollers
113 display unit
114 keyboard
115 Measured value connection
116 recipients
12 pneumatic unit
121 compressed air connection
13 position sensor
131 transmitters
132 Energy supply
133 energy storage
134 sensor element
14 pneumatic drive
141 lifting rod
142 levers
143 clutch
2 pipeline
21 temperature sensor
22 pressure sensor
23 flow sensor
3 armature
31 closure element
5 contaminated area
6 load-free area

Claims

1. Electropneumatic actuator consisting of an electrical unit, a pneumatic unit, a position sensor and a pneumatic actuator for actuating an actuator in a valve, characterized in that
that the position sensor ( 13 ) is connected directly to the actuator ( 31 ) of the fitting ( 3 ),
that the position sensor ( 13 ) is equipped with a wireless communication interface ( 131 ) and
that the electrical unit ( 11 ) of the electropneumatic actuator ( 1 ) is equipped with a wireless communication interface ( 116 ) corresponding to that of the position sensor ( 13 ).

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the position sensor ( 113 ) is equipped with means for decentralized energy supply.

3. Actuator according to claim 2, characterized in that the position sensor ( 13 ) is equipped with solar elements.

4. Actuator according to claim 2, characterized in that the position sensor ( 13 ) is equipped with means for converting mechanical energy into electrical energy.

5. Actuator according to claim 2, characterized in that the position sensor ( 13 ) is equipped with means for converting kinetic energy of moving matter into electrical energy.

6. Actuator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the position sensor ( 13 ) is equipped with means for storing electrical energy.

7. Actuator according to claim 1, characterized in that the pneumatic unit ( 12 ) and the pneumatic drive ( 14 ) is designed as a structural unit.

8. Actuator according to claim 1, characterized in that the electrical unit ( 11 ) from the pneumatic unit ( 12 ) and the valve ( 3 ) is arranged away.

9. Actuator according to claim 8, characterized in that the electrical unit ( 11 ) has interfaces ( 115 ) for connecting further sensors ( 21 , 22 , 23 ) of the same procedural control loop.