DE10258873A1

DE10258873A1 - Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung sowie damit ausgestattete fluidtechnische Einrichtung

Info

Publication number: DE10258873A1
Application number: DE10258873A
Authority: DE
Inventors: Ernest Schloesser
Original assignee: Festo SE and Co KG; Beck IPC GmbH
Current assignee: Beck Ipc 35578 Wetzlar De GmbH; Festo SE and Co KG
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: DE20120609U1; DE10258873B4; US20030125841A1; US7272533B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung (11, 12, 13), insbesondere für eine Ventilanordnung und/oder ein Wartungsgerät. Die Erfindung betrifft ferner eine mit einer derartigen Diagnoseeinrichtung ausgestattete fluidtechnische Einrichtung (11, 12, 23). DOLLAR A Die Diagnoseeinrichtung ist zweckmäßigerweise an der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) lokal anordenbar oder angeordnet. Sie weist Diagnosemittel (34) zur Erfassung mindestens eines, einen Verschleiß der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) verursachenden Verschleiß-Parameters (38b-40b, 44) und zur Meldung mindestens eines anhand des mindestens einen Verschleiß-Parameters (38b-40b, 44) ermittelten Verschleiß-Zustands auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung, insbesondere für eine Ventilanordnung, einen fluidtechnischen Aktor oder ein Wartungsgerät. Die Erfindung betrifft ferner eine mit einer derartigen Diagnoseeinrichtung ausgestattete fluidtechnische Einrichtung.

Eine fluidtechnische Einrichtung, beispielsweise eine pneumatische Ventilanordnung, unterliegt bei ihrem Gebrauch einem Verschleiß, der ihre Betriebsfähigkeit im Laufe der Zeit in zunehmendem Maße beeinträchtigt und letztlich zu einer Störung oder gar zu einem vollständigen Ausfall der fluidtechnischen Einrichtung führen kann. Die fluidtechnische Einrichtung wird dann, wenn die Störung oder der Ausfall eingetreten ist, repariert oder durch eine intakte fluidtechnische Einrichtung ersetzt. Vielfach wäre es jedoch kostengünstiger, es gar nicht erst zu einer Störung oder einem Totalausfall kommen zu lassen, sondern die fluidtechnische Einrichtung rechtzeitig vorher zu warten.

Allerdings ist es schwierig, einen optimalen Wartungszeitpunkt zu ermitteln, da dieser von vielen Faktoren abhängen kann, insbesondere von der jeweiligen Belastung der fluidtechnischen Einrichtung durch deren Betrieb.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung sowie eine fluidtechnische Einrichtung bereitzustellen, die eine erforderliche Wartung rechtzeitig vor einer Störung oder einem Totalausfall der fluidtechnischen Einrichtung signalisieren.

Diese Aufgabe wird durch eine Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung, insbesondere für eine Ventilanordnung, einen fluidtechnischen Aktor oder ein Wartungsgerät, gelöst, die Diagnosemittel zur Erfassung mindestens eines, einen Verschleiß der fluidtechnischen Einrichtung verursachenden Verschleiß-Parameters und zur Meldung mindestens eines anhand des mindestens einen Verschleiß-Parameters ermittelten Verschleiß-Zustandes aufweist.

Die Aufgabe wird ferner durch eine mit einer derartigen Diagnoseeinrichtung ausgestattete fluidtechnische Einrichtung gelöst.

Die Diagnoseeinrichtung ermittelt sozusagen ständig den aktuellen Verschleiß-Zustand der fluidtechnischen Einrichtung, z. B. eines Wartungsgeräts oder einer pneumatischen oder hydraulischen Ventilanordnung, anhand des Verschleiß-Parameters. Dabei wird beispielsweise die Anzahl von Kolbenbewegungen eines Ventils ermittelt und nach Erreichen eines Grenzwertes ein Verschleiß-Zustand signalisiert, bei dem beispielsweise ein Ventilkolben, Dichtungen am Ventil oder dergleichen überprüft und gegebenenfalls ersetzt werden müssen. Die Diagnoseeinrichtung überwacht die Funktionstüchtigkeit der fluidtechnischen Einrichtung und meldet einen Verschleiß-Zustand zweckmäßigerweise präventiv, d. h., bevor es zu einer Störung oder gar zu einem Totalausfall der fluidtechnischen Einrichtung kommt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung.

Wie oben bereits angedeutet, melden die Diagnosemittel den Verschleiß-Zustand vorzugsweise präventiv. Die fluidtechnische Einrichtung ist dann zumindest teilweise und/oder eingeschränkt betriebsfähig, so dass zumindest eine Art Notbetrieb möglich ist. Allerdings ist es bevorzugt, dass die fluidtechnische Einrichtung möglichst auch nach Eintreten des Verschleiß-Zustandes noch uneingeschränkt betriebsfähig ist.

Zweckmäßigerweise kann die fluidtechnische Einrichtung noch eine vorbestimmte Zeit weiter betrieben werden, bis eine zur Behebung des Verschleiß-Zustandes notwendige Wartung durchgeführt wird.

Zweckmäßigerweise ist die an der fluidtechnischen Einrichtung lokal anordenbar oder angeordnet.

Als Verschleiß-Parameter können erfindungsgemäß verschiedene Größen durch die Diagnoseeinrichtung bewertet werden, von denen lediglich beispielhaft einige genannt werden.

Vorzugsweise wertet die Diagnoseeinrichtung als Verschleiß- Parameter mindestens einen Belastungszustand der fluidtechnischen Einrichtung aus. Beispielsweise kann sie hierbei Arbeitszyklen der fluidtechnischen Einrichtung zählen, den jeweiligen Fluid-Verbrauch der fluidtechnischen Einrichtung erfassen und/oder die jeweilige Bewegungsgeschwindigkeit eines Aktorgliedes, beispielsweise eines Kolbens, der fluidtechnischen Einrichtung auswerten. Es versteht sich, dass beliebige Kombinationen von Verschleiß- Parametern möglich sind, wobei die jeweiligen Verschleiß- Parameter unterschiedlich durch die Diagnoseeinrichtung gewichtet werden können.

Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung zur Steuerung und/oder Überwachung der fluidtechnischen Einrichtung ausgestaltet. Auch der umgekehrte Fall ist möglich, dass die Diagnoseeinrichtung einen Bestandteil einer zur Steuerung und/oder Überwachung der fluidtechnischen Einrichtung vorgesehenen, insbesondere lokal bei der fluidtechnischen Einrichtung anordenbaren oder angeordneten, Steuerung bildet. Jedenfalls sind bei beiden vorgenannten Konfigurationen Steuerung, Überwachung und Diagnose vorteilhaft bei einer einzigen Einrichtung zusammengefasst.

Zweckmäßigerweise sind die Diagnosemittel zur Erfassung und/oder Meldung mindestens eines eine Störung der fluidtechnischen Einrichtung signalisierenden Stör-Parameters ausgestaltet. Die Diagnoseeinrichtung meldet dann eine Störung der fluidtechnischen Einrichtung, beispielsweise wenn deren Aktorglied nicht mehr beweglich ist und/oder wenn ein Überhitzungszustand auftritt.

Vorzugsweise enthält die Diagnoseeinrichtung Ausgabemittel zur optischen und/oder akustischen Ausgabe des mindestens einen Verschleiß-Zustandes. Die Ausgabemittel können auch entfernt von der Diagnoseeinrichtung angeordnet, dieser jedoch zugeordnet sein. Die Diagnoseeinrichtung kommuniziert mit den Ausgabemitteln dann beispielsweise über eine Leitungsverbindung oder drahtlos, zum Beispiel über Funk.

Vorteilhaft sind die Diagnosemittel zur Angabe eines Bedarfes für mindestens ein zur Instandsetzung der fluidtechnischen Einrichtung geeignetes Ersatzteil ausgestaltet. Die Diagnoseeinrichtung bestellt dann sozusagen das notwendige Ersatzteil. Beispielsweise kann die Diagnoseeinrichtung in der Meldung, mit der sie den Verschleiß-Zustand signalisiert, Ersatzteilnummern von einem oder mehreren Ersatzteilen angeben, die zur Behebung des Verschleiß-Zustandes erforderlich sind. Eine derartige Meldung sendet die Diagnoseeinrichtung vorteilhafterweise an eine Ersatzteil- Beschaffungseinrichtung, beispielsweise ein Ersatzteillager oder dergleichen.

Die Meldung über den Verschleiß-Zustand der fluidtechnischen Einrichtung kann die Diagnoseeinrichtung an verschiedene Stellen versenden. Zweckmäßigerweise versendet sie die Meldung an eine von der fluidtechnischen Einrichtung entfernte Anzeigerichtung, beispielsweise an eine Alarmierungseinrichtung für Wartungspersonal. Bei der Anzeigeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Pager, ein Mobil-Telefon oder dergleichen handeln. Die Diagnoseeinrichtung kann die Meldung aber auch an eine übergeordnete Steuerungseinrichtung zur Steuerung der fluidtechnischen Einrichtung, beispielsweise einen Zentralrechner oder dergleichen, und/oder an eine mit der von ihr überwachten fluidtechnischen Einrichtung zusammenwirkende, beispielsweise benachbarte fluidtechnische Einrichtung senden. Gleiches gilt sinngemäß für eine Störungsmeldung, welche die Diagnoseeinrichtung an eines der vorgenannten Ziele senden kann.

Zweckmäßigerweise ist die Diagnoseeinrichtung zur Ausführung eines Notfall-Programmes ausgestaltet, durch welches ein weiterer Verschleiß beim weiteren Betrieb der fluidtechnischen Einrichtung gering gehalten oder gar vermieden wird. Beispielsweise kann die Arbeitsgeschwindigkeit eines pneumatischen Arbeitszylinders durch die Diagnoseeinrichtung herabgesetzt werden.

Zwar können bei der Diagnoseeinrichtung prinzipiell die jeweiligen Werte für den mindestens einen Verschleiß-Zustand und/oder den mindestens einen Verschleiß-Parameter vorbestimmt sein, beispielsweise als festprogrammierte Werte. Allerdings ist es bevorzugt, dass derartige Werte parametrierbar sind, d. h. beispielsweise durch eine Benutzereingabe und/oder durch eine von einer übergeordneten Steuerung gesendeten Instruktion veränderbar sind.

Zweckmäßigerweise bildet die Diagnoseeinrichtung einen Bestandteil der fluidtechnischen Einrichtung. Sie kann fest mit der fluidtechnischen Einrichtung verbunden sein, beispielsweise in deren Gehäuse integriert sein oder auch vorteilhaft als ein auswechselbares Modul ausgestaltet sein, beispielsweise als ein an oder in die fluidtechnische Einrichtung steckbares Leiterplatten-Modul. Vorteilhaft ist die Diagnoseeinrichtung als eine integrierte Ein-Chip- Mikroprozessoranordnung ausgestaltet, deren Komponentenbestandteile eines einzigen elektronischen Bausteines bilden.

Zweckmäßigerweise enthält die Diagnoseeinrichtung Programmcode, der durch eine Prozessoranordnung ausführbar ist. Es versteht sich, dass die Diagnoseeinrichtung ganz in Hardware oder ganz in Software ausgeführt sein kann oder sowohl Hardware als auch Software-Bestandteile aufweisen kann.

Eine erfindungsgemäße Software-Diagnoseeinrichtung ist zweckmäßigerweise auf einem Speichermedium, beispielsweise einer Diskette, einem Festplattenlaufwerk, einer Compactdisc oder dergleichen gespeichert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht eine fluidtechnische Anordnung 10 mit einem Wartungsgerät 11 sowie Arbeitszylindern 12 die mit erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtungen 13 bzw. 14 ausgestattet sind, und

Fig. 2 eine Detailansicht aus Fig. 1, bei der einer der Arbeitszylinder 12 sowie die diesen überwachende Diagnoseeinrichtung 14 dargestellt sind.

Bei der fluidtechnischen Anordnung 10 handelt es sich vorliegend um eine pneumatische Anordnung mit mehreren fluidtechnischen Aktoren, vorliegend den Arbeitszylindern 12. Die Anordnung 10 dient beispielsweise zum Antrieb einer Handhabungsmaschine oder dergleichen. Die Anordnung 10 wird von einer nicht dargestellten Druckluftversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Kompressor, mit einem Druckmedium 15, vorliegend Druckluft, versorgt. Das Druckmedium 15 wird über eine Versorgungsleitung 16 in das Wartungsgerät 11 eingespeist, das das Druckmedium aufbereitet, beispielsweise reinigt und/oder ölt. Hierfür erforderliche Filter bzw. Additiv, z. B. Öl, oder dergleichen sind in der Figur aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Jedenfalls versorgt das Wartungsgerät 11 über eine Versorgungsleitung 17 die Arbeitszylinder 12 mit aufbereitetem Druckmedium 15, vorliegend gereinigter und geölter Druckluft.
Bei den Arbeitszylindern 12, die jeweils eine fluidtechnische Einrichtung bilden, ist jeweils ein ein Aktorglied bildender Kolben 18 in einer Kolbenkammer 19 hin und her beweglich gelagert. Die Kolbenkammer 19 befindet sich im Innern eines Gehäuses 20. Über eine Ventilanordnung 23, die beispielsweise elektromagnetisch betätigbare pneumatische Vorsteuerventile enthält, ist die Kolbenkammer 19 über Leitungen 21, 22 mit Druckluft beaufschlagbar und entlüftbar, wobei der Kolben 18 hin und her bewegt wird.
Bei der vorliegenden Anordnung 10 ist jedem Arbeitszylinder 12 eine Diagnoseeinrichtung 14 zugeordnet, die beim Ausführungsbeispiel zudem die Funktion einer lokalen Steuerung ausführt. Es wäre allerdings auch möglich, dass jedem Arbeitszylinder 12 zur lokalen Steuerung eine von der Diagnoseeinrichtung 14 separate Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, die beispielsweise einen integralen Bestandteil der Ventilanordnung 23 bilden könnte.
Dem Wartungsgerät 11 ist die Diagnoseeinrichtung 13 zugeordnet, die vorliegend zur Überwachung und Diagnose des Wartungsgerätes 11 dient. Die Diagnoseeinrichtungen 13, 14 sind über einen Bus 24 mit einem zentralen Steuerrechner 25 verbunden. Der Steuerrechner 25 steuert und überwacht die Funktionen des Wartungsgerätes 11 sowie der Arbeitszylinder 12.
Die Diagnoseeinrichtungen 13, 14 erfassen jeweils mindestens einen Verschleiß-Parameter, der einen Verschleiß der fluidtechnischen Einrichtung 11, 12 verursacht. Sobald sich ein anhand des Verschleiß-Parameters ermittelbarer Verschleiß-Zustand der jeweiligen Einrichtung 11, 12 einstellt, wird dies durch die jeweilige Diagnoseeinrichtung 13, 14 gemeldet. Die Funktionsweise der Diagnoseeinrichtungen 13, 14 wird im Folgenden anhand der in Fig. 2 detaillierter dargestellten Diagnoseeinrichtung 14 beispielhaft näher erläutert.
Die Diagnoseeinrichtung 14 ist vorliegend als ein Modul ausgestaltet, beispielsweise als eine Ein-Chip- Mikroprozessoranordnung, die am Arbeitszylinder 12 oder der Ventilanordnung 23 lokal angeordnet ist. Allerdings wäre es prinzipiell auch möglich, die Diagnoseeinrichtung 14 entfernt vom Arbeitszylinder 12 bzw. der Ventilanordnung 23 anzuordnen.
Die Diagnoseeinrichtung 14 enthält einen Mikroprozessor 26, Speichermittel 27, beispielsweise RAM- und/oder ROM-Module (RAM = Random Access Memory, ROM = Read Only Memory), Ein- und Ausgabemittel 28 sowie Schnittstellenvorrichtungen 29 bis 31. Der Mikroprozessor 26 führt Programmcode eines Betriebssystems 32, eines Steuerungsmoduls 33 und eines Diagnosemoduls 34 zur Steuerung und Überwachung bzw. zur Diagnose der Ventilanordnung 23 und des Arbeitszylinders 12 aus. Beim Systemstart der Diagnoseeinrichtung 14 werden die Module 32 bis 34 aus dem Speicher 27 in den Mikroprozessor 26geladen und anschließend von diesem ausgeführt. Die Ein- /Ausgabemittel 28 umfassen vorliegend eine Tastatur und/oder eine Maus 35, optische Ausgabemittel 36, z. B. einen Monitor, ein Flüssigkristalldisplay und/oder eine Leuchtdiodenanordnung, und akustische Ausgabemittel 37, z. B. einen Lautsprecher. Die Komponenten der Diagnoseeinrichtung 14, also beispielsweise der Mikroprozessor 26, die Speichermittel 27 sowie die Ein- und Ausgabemittel 28 sind über nicht dargestellte Verbindungen miteinander verbunden.
Ein Durchflusssensor 41 erfasst die Menge an Druckmedium 15, das in die Ventilanordnung 23 und somit in den Arbeitszylinder 12 einströmt. Einen den jeweiligen Durchfluss repräsentierenden Durchfluss-Messwert 38a sendet der Sensor 41 über die Schnittstellenvorrichtung 29 an das Diagnosemodul 34. Der Sensor 41 ist vor die Ventilanordnung 23 geschaltet.
Ein Positionssensor 42 erfasst die jeweilige Position des Kolbens 18 und sendet in Abhängigkeit davon jeweils Positionsmesswerte 39a über die Schnittstellen der Vorrichtung 29 an das Diagnosemodul 34.
Außer dem Positionssensor 42 ist ferner ein Temperatur-Sensor 43 am Arbeitszylinder 12 angeordnet. Der Sensor 43 erfasst dessen Temperatur und sendet dementsprechend Temperaturmesswerte 40a über die Schnittstellenvorrichtung 29 an das Diagnosemodul 34.
Das Diagnosemodul 34 bildet anhand der Messwerte 38a, 39a, 40a Verschleiß-Parameter 38b, 39b bzw. 40b. Anhand der Verschleiß-Parameter 38b bis 40b ermittelt das Diagnosemodul 34 mindestens einen Verschleiß-Zustand der Ventilanordnung 23 und/oder des Arbeitszylinders 12. Ein Verschleiß-Zustand ist beispielsweise durch einen Grenzwert 38c definiert, der dem Verschleiß-Parameter 38b zugeordnet ist. Weitere Verschleißzustände werden z. B. durch Grenzwerte 39c und 40c definiert, die den Verschleiß-Parametern 39b und 40b zugeordnet sind.
Das Diagnosemodul 34 summiert beispielsweise die Fluid- Durchfluss-Messwerte 38a solange zu dem Verschleiß-Parameter 38b, bis der Grenzwert 38c erreicht ist. Durch das Druckmedium 15, welches zum Betrieb des Arbeitszylinders 12 benötigt wird, wird ein Verschleiß der Ventilanordnung 23 bzw. des Arbeitszylinders 12 verursacht. Bei Erreichen einer durch den Grenzwert 38c definierten Obergrenze ist ein gewisser Verschleiß der Ventilanordnung 23 und/oder des Arbeitszylinders 12 erreicht. Diesen Verschleiß-Zustand signalisiert das Diagnosemodul 34 beispielsweise über die Ausgabemittel 36, 37, indem es eine entsprechende optische bzw. akustische Meldung ausgibt. Zum Beispiel kann ein Warnton ausgegeben werden. Ferner kann am Ausgabemittel 37 beispielsweise im Klartext eine Ersatzteilnummer oder sonstige Ersatzteilbeschreibung eines zur Behebung des anhand des Durchfluss-Verschleiß-Parameters 38b ermittelten Verschleiß-Zustandes angegeben werden. Beispielsweise können die Bestellnummern von zu ersetzenden Dichtungen oder dergleichen angezeigt werden.
Auch der Positions-Sammelwert 39b bildet einen Verschleiß- Parameter im Sinne der Erfindung. Beispielsweise zählt das Diagnosemodul 34 die Arbeitszyklen des Arbeitszylinders 12, also jeweils eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 im Sammelwert 39b. Nach einer vorbestimmten, durch den Grenzwert 39c definierten Anzahl von Arbeitszyklen ist ein vorbestimmter Verschleiß-Zustand erreicht, den das Diagnosemodul 34 an den Ausgabemitteln 36, 37 ausgibt. Dabei wird beispielsweise eine Meldung "20.000 Arbeitszyklen durchlaufen, Zylinder überprüfen!" als Text- bzw. Sprachnachricht ausgegeben.
Anhand der Positionsmesswerte 39b kann das Diagnosemodul 34 zur Bildung des Verschleiß-Parameters 39b auch beispielsweise die jeweilige Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 18, dessen Bewegungsverhalten oder sonstige, aus den Positionsmesswerten 39a ableitbare, einen Verschleiß bedingende Verschleiß- Parameter ermitteln. Beispielsweise hat das Bewegungsverhalten des Kolbens 18 Einfluss auf den Verschleiß des Arbeitszylinders 12. Wenn der Kolben 18 mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird und/oder mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit an den jeweiligen Endanschlag anschlägt, hat dies einen größeren Verschleiß zur Folge als wenn der Kolben verhältnismäßig langsam bewegt wird und/oder sanft an den jeweiligen Endanschlag heranbewegt wird. Jedenfalls kann das Diagnosemodul 34 den Positions-Messwert 39b in vielfältiger Weise auswerten, um einen oder mehrere Verschleiß-Zustände des Arbeitszylinders 12 zu ermitteln.
Zur Bildung des Sammelwertes 40b, der ebenfalls ein Verschleiß-Parameter darstellt, wertet das Diagnosemodul 34 den Temperaturmesswert 40a aus. Auch hier kann das Diagnosemodul 34 den Temperaturmesswert 40a über einen vorbestimmten Zeitraum sozusagen beobachten und/oder integrieren. Ferner ist es auch denkbar, dass das Diagnosemodul 34 den Temperaturmesswert 40a nur dann zur Bildung des Verschleiß-Parameters 40b heranzieht, wenn ein bestimmter Temperaturgrenzwert überschritten ist. Das Diagnosemodul 34 ermittelt einen Verschleiß-Zustand, wenn der Verschleiß-Parameter 40b den Grenzwert 40c überschreitet. Diesen Verschleiß-Zustand meldet das Diagnosemodul 34 beispielsweise über die Schnittstellenvorrichtung 31 an den zentralen Steuerrechner 25.
Bei den vorgenannten Beispielen ermittelt das Diagnosemodul 34 einen Verschleiß-Zustand jeweils anhand eines einzigen Messwertes. Es ist aber auch möglich, dass mehrere, verschiedenartige Messwerte bei der Ermittlung eines Verschleiß-Zustandes vom Diagnosemodul 34 berücksichtigt werden. Beispielsweise bildet das Diagnosemodul 34 aus den Verschleiß-Parametern 38b und 39b einen Sammel-Verschleiß- Parameter 44, in den die Parameter 38b, 39b in unterschiedlicher Gewichtung Eingang finden. Beispielsweise wird der Parameter 38b nur halb so stark gewichtet wie der Parameter 39b. Wenn der Sammel-Verschleiß-Parameter 44 einen vorbestimmten, im Speicher 27 abgelegten Grenzwert 45 überschreitet, erkennt das Diagnosemodul 34 darin einen Verschleiß-Zustand, den es beispielsweise an den Ausgabemitteln 36, 37 und/oder über die Schnittstellenvorrichtung 31 an den Steuerrechner 25 und/oder über die Schnittstellenvorrichtung 30 an eine Alarmierungseinrichtung 46 ausgibt.
Beispielsweise können bei der Ermittlung einer einen Verchleiß-Zustand repräsentierenden Undichtigkeit der Ventilanordnung 23 und/oder des Arbeitszylinders 12 mehrere, verschiedenartige Messwerte vom Diagnosemodul 34 berücksichtigt werden. Bei stehendem oder nahezu nicht bewegtem Kolben 18 darf beispielsweise kein Druckmedium 15 oder fast kein Druckmedium 15 in die Ventilanordnung 23 einströmen. Wenn dies doch der Fall ist, liegt eine Undichtigkeit bei der Ventilanordnung 23 und/oder beim Arbeitszylinder 12 vor, die beispielsweise durch den Verschleiß einer Dichtung, einen porösen Schlauch oder dergleichen verursacht ist. Das Diagnosemodul 34 erkennt einen derartigen Vesschleiß-Zustand beispielsweise daran, dass sich der Positions-Messwert 39a nicht oder nur wenig verändert, wohingegen der Durchfluss-Messwert 38a einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Eine Meldung mit der Angabe eines zur Behebung eines Verschleiß-Zustandes notwendigen Ersatzteils kann die Diagnoseeinrichtung 14 beispielsweise auch an eine Ersatzteil-Beschaffungseinrichtung 60, z. B. ein Ersatzteillager, ein sonstiges Logistik-System senden. Dabei versendet die Diagnoseeinrichtung 14 z. B. eine SMS-Nachricht. Die Beschaffungseinrichtung 60 stellt das benötigte Ersatzteil dann für die fluidtechnische Anordnung 10 bereit, indem es das jeweilige Ersatzteil z. B. per Post an den Standort der Anordnung 10 verschickt.
Bei der Alarmierungsvorrichtung 46 handelt es sich beispielsweise um ein Mobilfunktelefon oder einen Pager. Beispielsweise sendet die Diagnoseeinrichtung 16 eine SMS- Nachricht (SMS = Short Message Service) an die Alarmierungsvorrichtung 46, in der der jeweilige Verschleiß- Zustand und/oder in der ein zur Behebung des Verschleiß- Zustandes erforderliches Ersatzteil angegeben ist. Die Schnittstellenvorrichtung 31 bildet eine Funk-Schnittstelle.
Es wäre aber auch möglich, dass die Alarmierungsvorrichtung 46 und/oder die Ersatzteil-Beschaffungseinrichtung 60 über eine Leitungsverbindung, beispielsweise über eine Busverbindung, mit der Diagnoseeinrichtung 14 verbunden sind.
Bei der Diagnoseeinrichtung 14 können die Grenzwerte 38c bis 40c, 45 parametriert werden. Dazu werden beispielsweise über die Tastatur 35 entsprechende Werte eingegeben. Es wäre aber auch möglich, dass die Diagnoseeinrichtung 14 beispielsweise aus der Ferne parametrierbar ist, z. B. über das Internet, wobei die Diagnoseeinrichtung 14 dann z. B. eine durch einen Internet-Browser nutzbare Bedienoberfläche zur Parametrierung der Grenzwerte 38a-40a, 45 bereitstellen könnte. Ferner ist es möglich, dass auch weitere Werte bei der Diagnoseeinrichtung 14 parametrierbar sind. Beispielsweise könnten die Gewichtungsfaktoren, mit denen die Parameter 38b, 39b bei der Bildung des Parameters 44 gewichtet werden, parametrierbar sein. Ferner könnte beispielsweise beim Parameter 39b parametrierbar sein, ob die Anzahl der Arbeitszyklen des Arbeitszylinders 12 und/oder dessen Bewegungsverhalten bei der Ermittlung des jeweiligen Verschleiß-Zustandes berücksichtigt werden sollen.
Das Diagnosemodul 34 ermittelt eine Störung des Arbeitszylinders 12 und/oder der Ventilanordnung 23 anhand eines Störparameters 47. Beispielsweise betrifft der Störparameter 47 eine Überhitzung des Arbeitszylinders 12, die das Diagnosemodul 34 anhand des Temperatur-Messwertes 40a ermittelt. Auch die Messwerte 38a, 39a kann das Diagnosemodul 34 bei der Ermittlung des Störparameters 47 bewerten. Beispielsweise kann ein ungebremster Aufprall des Kolbens 18 an einen Endanschlag mit Hilfe des Messwertes 39a ermittelt werden. Ferner könnte eine Störung auch darin bestehen, dass der Arbeitszylinder 12 und/oder die Ventilanordnung 23 eine Undichtigkeit aufweisen. Dies kann das Diagnosemodul 34 beispielsweise dadurch ermitteln, dass sich der Messwert 39b nicht verändert, d. h. dass der Kolben 18 eine definierte Position einnimmt, wohingegen der Messwert 38a einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, d. h., dass Druckmedium 15 in die Ventilanordnung 23 einströmt, der Kolben 18 dabei jedoch nicht bewegt wird. Jedenfalls erkennt das Diagnosemodul 34 darin eine Störung, die sie beispielsweise an die Alarmierungsvorrichtung 46 und/oder dem Steuerrechner 25 und/oder an eine benachbarte fluidtechnische Einrichtung, beispielsweise an das Wartungsgerät 11 oder einen benachbarten Arbeitszylinder 12, meldet.
Wenn einer oder mehrere der oben erläuterten Verschleißzustände auftreten und/oder einer der Störungszustände auftritt, kann das Diagnosemodul 34 ein Notfallprogramm auslösen. Das Diagnosemodul 34 sendet hierzu beispielsweise eine entsprechende Instruktion an das Steuermodul 33. Das Steuermodul 33 reduziert daraufhin beispielsweise die Arbeitsgeschwindigkeit und/oder den Arbeitstakt des Kolbens 18, was einen geringeren Verschleiß des Arbeitszylinders 12 zur Folge hat. Beim Auftreten einer Störung ist es auch möglich, dass das Steuermodul 33 den Arbeitszylinder 12 und/oder die Ventilanordnung 23 stilliegt.
Bei der Diagnoseeinrichtung 14 sind das Diagnosemodul 34 und das Steuermodul 33 als separate Einrichtungen ausgeführt. Ein kombiniertes Steuer- und Diagnosemodul, das die Funktionen beider Module 33, 34 erfüllt, wäre ebenfalls möglich.
Das Steuermodul 33 sendet Schaltbefehle 48 an die Ventilanordnung 23 und erhält von dieser entsprechende Rückmeldungen 49 wenn ein Schaltbefehl 48 ausgeführt ist. Es versteht sich, dass das Steuermodul 33 eine derartige Meldung über einen von ihr ausgeführten Schaltbefehl an das Diagnosemodul 34 melden kann, so dass das Diagnosemodul 34 anhand derartiger Meldungen einen oder mehrere Verschleißzustände der Ventilanordnung 23 und/oder des Arbeitszylinders 12 ermitteln kann.
Die Diagnoseeinrichtung 13 des Wartungsgerätes 11 kann zur Ermittlung eines Verschleiß-Zustandes unterschiedliche Verschleiß-Parameter auswerten. Beispielsweise kann sie eine Menge von Additiv, das in das Druckmedium 15 eingespritzt wird, ermitteln und dann, wenn eine vorbestimmte Menge erreicht ist, einen Verschleiß-Zustand, beispielsweise an den Steuerrechner 25 und/oder die Alarmierungsvorrichtung 46 melden. Ferner kann die Diagnoseeinrichtung 13 z. B. auch eine einen erhöhten Verschleiß bewirkende Temperatur als Verschleiß-Parameter erfassen. Zudem kann sie auch beispielsweise die Menge des das Wartungsgerät 11 durchfliessenden Druckmediums 15, eine Druckbelastung oder dergleichen als Verschleiß-Parameter zur Ermittlung eines Verschleiß-Zustandes auswerten. Kombinationen der vorgenannten sowie weiterer Verschleiß-Parameter sind bei der Ermittlung eines Verschleiß-Zustandes des Wartungsgeräts 11 jederzeit möglich.

Claims

1. Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung (11, 12), insbesondere für eine Ventilanordnung (23), einen fluidtechnischen Aktor (12) oder ein Wartungsgerät, die Diagnosemittel (34) zur Erfassung mindestens eines, einen Verschleiß der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) verursachenden Verschleiß-Parameters (38b-40b, 44) und zur Meldung mindestens eines anhand des mindestens einen Verschleiß-Parameters (38b-40b, 44) ermittelten Verschleiß- Zustandes aufweist.

2. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosemittel (34) zur Meldung des mindestens einen Verschleiß-Zustandes als eine präventive Meldung ausgestaltet sind, bei der die fluidtechnische Einrichtung (11, 12, 23) zumindest teilweise und/oder eingeschränkt betriebsfähig ist.

3. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verschleiß-Parameter (38b-40b, 44) eine Erfassung von mindestens einem Belastungszustand der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23), insbesondere eine Zählung von Arbeitszyklen der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) und/oder einen jeweiligen Fluid-Verbrauch der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Aktorgliedes der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23), betrifft.

4. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) lokal anordenbar oder angeordnet ist.

5. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Steuerung und/oder Überwachung der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) ausgestaltet ist.

6. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosemittel (34) zur Erfassung und/oder Meldung mindestens eines eine Störung der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) signalisierenden Stör-Parameters ausgestaltet sind.

7. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Ausgabemittel (36, 37) zur optischen und/oder akustischen Ausgabe des mindestens einen Verschleiß-Zustandes enthält und/oder dass ihr derartige Ausgabemittel (36, 37) zugeordnet sind.

8. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosemittel (34) zur Angabe eines Bedarfes für mindestens ein zur Instandsetzung der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) geeignetes Ersatzteil, insbesondere in der Meldung des mindestens einen Verschleiß-Zustandes, ausgestaltet sind.

9. Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosemittel (34) zum Senden der Meldung mit der Angabe eines Ersatzteil-Bedarfes an eine Ersatzteil-Beschaffungseinrichtung (60) ausgestaltet sind.

10. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosemittel (34) zum Senden der Meldung über ein Kommunikationsnetz (24) an eine von der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) entfernte Anzeigeeinrichtung, insbesondere an eine Alarmierungseinrichtung (46) für Wartungspersonal, und/oder an eine übergeordnete Steuerungseinrichtung (25) zur Steuerung der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) und/oder an mindestens eine mit der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) zusammenwirkende, insbesondere benachbarte fluidtechnische Einrichtung (11, 12, 23) ausgestaltet sind.

11. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausführung eines Notfall-Programmes ausgestaltet ist, durch welches ein weiterer Verschleiß beim weiteren Betrieb der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) gering gehalten wird.

12. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den mindestens einen Verschleiß-Zustand und/oder den mindestens einen Verschleiß- Parameter (38b-40b, 44) definierende Werte bei der Diagnoseeinrichtung parametrierbar sind.

13. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Bestandteil der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23) bildet.

14. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als integrierte Ein-Chip-Mikroprozessoranordnung ausgestaltet ist, deren Komponenten Bestandteile eines einzigen elektronischen Bausteins bilden.

15. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Programmcode enthält, der durch eine Prozessoranordnung, insbesondere einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung und/oder Überwachung der fluidtechnischen Einrichtung (11, 12, 23), ausführbar ist.

16. Fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Ventilanordnung und/oder Wartungsgerät, mit einem Diagnosesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

17. Speichermedium, insbesondere Diskette, Festplattenlaufwerk, Compact Disc (CD), Digital Versatile Disc (DVD) oder dergleichen, mit einer darauf gespeicherten Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 15.