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Patent Searching and Data


Title:
DIAGNOSTIC DEVICE FOR FIELD EQUIPMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/077734
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a diagnostic device for an item of field equipment within the industrial environment of a process-controlled plant. To determine the condition of the field equipment in its installed location, said field equipment (1) is equipped with a data acquisition device (12), whose focus is aimed at the elements of the field equipment (1) that determine functions.

Inventors:
KARTE THOMAS (DE)
HUCK RALF (DE)
KLEEGREWE THOMAS (DE)
SCHOLZ WOLFGANG (DE)
VOGEL ALBRECHT (DE)
BINZ DIETER (DE)
KEEPING SEAN CRISPIAN (GB)
KJESBU SNORRE (NO)
MORONI ANDREA (IT)
KEECH RAY (GB)
DECK BERNHARD (DE)
D COSTA ERIC (GB)
ALBONE DAVE (GB)
SELLEY GEOFF (GB)
Application Number:
PCT/EP2002/003136
Publication Date:
October 03, 2002
Filing Date:
March 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ABB PATENT GMBH (DE)
KARTE THOMAS (DE)
HUCK RALF (DE)
KLEEGREWE THOMAS (DE)
SCHOLZ WOLFGANG (DE)
VOGEL ALBRECHT (DE)
BINZ DIETER (DE)
KEEPING SEAN CRISPIAN (GB)
KJESBU SNORRE (NO)
MORONI ANDREA (IT)
KEECH RAY (GB)
DECK BERNHARD (DE)
D COSTA ERIC (GB)
ALBONE DAVE (GB)
SELLEY GEOFF (GB)
International Classes:
G01N27/416; (IPC1-7): G05B23/02
Domestic Patent References:
WO1993023820A11993-11-25
Foreign References:
US5189625A1993-02-23
EP1079287A12001-02-28
EP0964325A11999-12-15
EP0965897A11999-12-22
US4561776A1985-12-31
Attorney, Agent or Firm:
Marks, Frank (ABB Patent GmbH Patentstelle Ratingen Postfach 10 12 20 Ratingen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
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 optische Datenerfassungseinrichtung (12) ausgestattet ist, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des Feldgeräts (1) ausgerichtet ist.
2. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die optische Datenerfassungseinrichtung (12) eine CCDKamera umfasst.
3. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die optische Datenerfassungseinrichtung (12) um eine Lichtleitanordnung (13) endoskopisch erweitert ist.
4. Diagnoseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die optische Datenerfassungseinrichtung (12) über einen separaten Datenpfad (5) mit einer zentralen Datensammeleinrichtung (4) verbunden ist.
5. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der separate Datenpfad (5) über eine Schnittstelleneinrichtung (14) zur drahtlosen Datenübertragung geführt ist.
Description:
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 Zustands 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.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Feldgerät mit Mitteln auszustatten, die eine Ermittlung des Zustands in Einbaulage des Feldgeräts gestatten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 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 optische Datenerfassungseinrichtung ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des Feldgeräts ausgerichtet ist.

Auf diese Weise werden kontinuierlich visuelle Informationen über den Zustand des Feldgeräts gewonnen, die von der Lage des Feldgeräts unabhängig sind. Damit ist das Feldgerät auch in verdeckter Einbaulage inspizierbar. 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 eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist als Feldgerät 1 ein pH- Meter vereinfacht dargestellt.

Das Feldgerät 1 ist in für sich bekannter Weise über Kommunikationsleitungen 3 mit einer zentralen Steuerung 2 verbunden und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden.

Derartige pH-Meter 1 werden zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration in wässrigen Lösungen verwendet und weisen eine Elektrode auf, die in einem Glaskolben 11 untergebracht ist. Unter rauhen industriellen Bedingungen kommt es zu

Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen, die zu Messwertverfälschungen und Verunreinigungen des Prozessmediums führen.

Das pH-Meter 1 ist mit einer optischen Datenerfassungseinrichtung 12 ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des pH-Meters 1 ausgerichtet ist.

Dabei ist der Fokus auf den in das Prozessmedium ragenden Teil des Glaskolbens 11 gerichtet. Auf diese Weise sind Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen auf optischem Wege im eingebauten Zustand des pH-Meters 1 erkennbar.

Vorzugsweise umfasst die optische Datenerfassungseinrichtung 12 eine CCD-Kamera.

Derartige für sich bekannte CCD-Kameras wandeln ein optisches Bild in eine adäquate elektrische Signalfolge und sind in geringer Baugröße sowie mit geringem Leistungsbedarf verfügbar.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die optische Datenerfassungseinrichtung 12 um eine Lichtleitanordnung 13 endoskopisch erweitert.

Auf diese Weise werden Funktionselemente der optischen Überwachung erschlossen, deren Abmessungen für den Einbau einer CCD-Kamera zu gering sind. Gemäß Figur 1 ist die CCD-Kamera im Kopf des pH-Meters 1 untergebracht und mit einer tief in den schlanken Glaskolben 11 hinein reichenden Lichtleitanordnung 13 verbunden.

Die aufgenommenen Bildinformationen werden einer Datensammeleinrichtung 4 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. Dabei ist vorgesehen, dass die optische 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 pH-Meter 1 und der zentralen Steuerung 2 mit der vergleichsweise großen Datenmenge der aufgenommenen Bildinformationen zu belasten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der separate Datenpfad 5 über eine Schnittstelleneinrichtung 14 zur drahtlosen Datenübertragung geführt. Dabei werden die aufgenommenen Bildinformationen drahtlos zu der zentralen Datensammeleinrichtung 4 übertragen.

Vorteilhafterweise ist damit die Verlegung separater Übertragungsleitungen verzichtbar. Damit erhöht sich die Einsatzflexibilität des pH-Meters 1.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der separate Datenpfad 5 zumindest partiell über das Interne geführt ist. Vorteilhafterweise ist es dadurch möglich, die zentrale Datensammeleinrichtung 4 beliebig weit von der Datenerfassungseinrichtung 12 zu beabstanden.

Mit der Datensammeleinrichtung 4 sind Mittel zur Auswertung der aufgenommenen Bildinformationen verbunden. Vorzugsweise werden die Bildinformationen mit einem automatischen Bildbearbeitungssystem ausgewertet.

Bezugszeichenliste 1 Feldgerät 11 Glaskolben 12 Datenerfassungseinrichtung 13 Lichtleitanordnung<BR> 14 Schnittstelleneinrichtung 2 Steuerung 3 Kommunikationsleitung 4 Datensammeleinrichtung 5 Datenpfad