Durchflussmenge von Flüssigkeiten in Rohrleitungen ganz ohne manuellen Eingriff anpassen? Mit den automatisierten Armaturen geht dies ganz einfach per Fernbedienung.

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Steuerung von Absperrklappen Flüssigkeit per Knopfdruck

02.10.2018

In vielen Industriebereichen setzt man heute automatisierte Armaturen ein. Sie bieten ein breites Spektrum an Funktionalitäten und Möglichkeiten, per Fernbedienung die Menge der Flüssigkeit, die durch die Rohrleitung fließt, an den Bedarf anzupassen. Dabei sorgen die automatisierten Armaturen gleichzeitig für einen effizienten und sicheren Betrieb der Anlage.

Mit der zunehmenden „Elektronisierung“ sind aus den rein mechanischen Stellungsreglern intelligente, vernetzungsfähige Einheiten geworden, die in Kombination mit Pneumatikantrieben eigenständig Steuer- und Regelaufgaben übernehmen können. Aufgrund ihres relativ einfachen Designs und ihrer Funktionalität setzt die Industrie Absperrklappen in allen Anwendungen ein, die in Bezug auf Temperatur, Druck sowie Medium von diesen 90-Grad-Armaturen bedient werden können.

Die KSB-Gruppe konstruiert und produziert seit über 60 Jahren zentrisch und exzentrisch gelagerte Absperrklappen. Da war es naheliegend, auch eigene pneumatische Stellantriebe und Steuereinheiten für diese Armaturen zu entwickeln.

Die KSB-Produktpalette für Automatisierungslösungen basiert auf der Armaturensteuerung Amtronic, einer Auf-Zu-Steuerung für pneumatische Stellantriebe. Sie kann mit hauseigenen, einfach- oder doppeltwirkenden pneumatischen Schwenkantrieben der Baureihen Actair und Dynactair sowie Schwenkantrieben mit genormter VDI/VDE 3845- Schnittstelle und Hubantrieben nach Namur kombiniert werden.

Komplettpaket für den Anwender

Die Funktionalitäten der Amtronic und Smartronic reichen von einfachen Auf- und Zu-Schaltungen einer Pneumatikarmatur mit Endlagensignalisation bis hin zur Übernahme von Regel­aufgaben, die unabhängig von einer übergeordneten Leitwarte ausgeführt werden. Auf diese Weise bekommt der Anwender ein Komplettpaket bestehend aus Armatur, Antrieb und intelligenter Steuerung oder intelligentem Stellungsregler, das im Werk fertig parametriert und getestet wird.

Die VDI/VDE-Schnittstelle zwischen dem Stellungsregler und dem Antrieb ermöglicht den direkten Aufbau auf die KSB-eigenen Schwenkantriebe. Das stellt eine einfache und zugleich kostengünstige Lösung dar, da Aufbauteile und externe pneumatische Verrohrungen überflüssig sind. Außerdem reduzieren sich so mögliche Fehlerquellen und das Risiko unerwünschter Druckluftverluste deutlich.

Amtronic wird ohne Konsole direkt auf dem Stellantrieb installiert. Anwender, die keine Stellantriebe des Herstellers verwenden, können die Steuereinheit mit einer entsprechenden Montageplatte beziehen. In diesem Fall ist allerdings ein externer Anschluss an die Druckluftversorgung notwendig. Der Schutzklasse IP67 entsprechend ist die Amtronic für Betriebstemperaturen von -20 °C bis +80 °C und einem Druckbereich von 3 bis 8 bar konstruiert.

Sie besteht prinzipiell aus einem kompakten Gehäuse mit drei Kammern: eine für die Druckluftverteilung, eine für die Stellungsanzeige und eine für die Betätigung der mechanischen Endlagen- und Näherungsschalter. Diese Aufteilung im Design ermöglicht es, nur einen Raum zu öffnen, wenn der Anwender auf eine bestimmte Funktion zugreifen muss. Das ist ein Vorteil bei der Wartung, da sich Stillstandszeiten so reduzieren lassen.

Für doppeltwirkende pneumatische Stellantriebe sind die Konfigurationen 4/2-Wegeventil, monostabil, 4/2-Wegeventil, bistabil, und 4/3-Wegeventil, mittig geschlossen, erhältlich. Für einfachwirkende Stellantriebe bietet Amtronic die beiden Konfigurationen 4/2-Wegeventil, monostabil, und 4/3-Wegeventil, mittig geschlossen.

Direktes Anschließen und Trennen

Da die pneumatische Armatur und die Schalter/Sensoren im gleichen Gehäuse untergebracht sind, ist nur eine mehradrige Stromleitung für die Steuerung und die Stellungsanzeige nötig. Sollten Anwender für eine gewünschte Änderung Zugang zur Platine und zu den elektrischen Anschlüssen benötigen, kann der Klemmenblock an der Rückseite der entsprechenden Einheit einfach entfernt werden. Da keine Spezialanschlüsse nötig sind, kann der Anwender die elektrische Leitung direkt anschließen und den Steckverbinder trennen, wenn nötig.

Um das Problem schlechter Druckluftqualität auszuschließen, haben die Konstrukteure einen Luftfilter integriert. Daher benötigt die Amtronic keine Luftqualität der Klassen 2 und 3 für die Steuerluftversorgung nach ISO 8573-1. Integriert ist auch eine Handnotbetätigung des Pilotventils und Abluftreglers. Sie wird mit einem Schraubenzieher aktiviert und gesperrt. Mit ihr kann man sowohl die Steuerluftversorgung als auch die Schließgeschwindigkeit der Armatur beeinflussen. Die Armatur kann somit manuell vor Ort unabhängig von externen automatischen Steuergeräten und Fernsteuerungssignalen gesteuert werden. Integrierte Abluftdrosseln passen die Stellzeit des Stellantriebs an. Um Zugriff auf diese zu haben, braucht man das Gehäuse nicht zu öffnen.

Standardmäßig sind die Amtronic-Einheiten mit zwei Endschaltern ausgestattet, die unabhängig voneinander durch Drehen der jeweiligen farbcodierten Schraube zwischen 0 und 90 Grad eingestellt werden. Dadurch kann eine präzise Einstellung der Armaturenstellung vorgenommen werden. Der für die Endlagenschalter vorgesehene Einbauraum bietet die Möglichkeit, eine große Vielfalt an mechanischen Schaltern und Näherungssensoren einzubauen.

Individuelle Lösungen

Auch anwenderspezifische Lösungen können integriert werden. So besteht die Möglichkeit für den Einbau zusätzlicher Funktionen und Platinen, wie zum Beispiel Feldbus-Anbindungen. Mit dem Feldbus AS-i können bis zu 62 Amtronic-Einheiten in einem Netzwerk angebunden und über den Feldbus mit Strom versorgt werden. Mit dem Profibus DP können bis zu 126 Amtronic-Einheiten an eine Leitung angebunden werden. Die Konfiguration des DCS mit der GSD-Datei wird von KSB vorgenommen. Der Anschluss erfolgt über eine geschirmte Leitung. Die Adressen werden mithilfe von Einstellrädern definiert.

Die Zahl der Prozesse, in denen Absperrklappen sowohl für Auf/Zu-Anwendungen als auch für Regelaufgaben verwendet werden, steigt. Absperrklappen bieten den Vorteil eines geraden Durchgangs. Ihr Einbau ist einfach und kostengünstig. Absperrklappen und Kugelhähne setzt man üblicherweise nicht als Regelarmaturen ein, da es Spezialarmaturen gibt, die diese Aufgabe besser erfüllen können. Es gibt aber eine ganze Reihe von Drosselaufgaben, für die man eine Absperrklappe gut einsetzen kann.

Das Automatisierungsangebot für Stellantriebe von KSB umfasst vier Lösungen rund um die Amtronic. Wenn es nur um die Endlagensignalisation und die Auf/Zu-Steuerung geht, bietet die Amtrobox mit zwei mechanischen Schaltern oder Näherungsschaltern für die Auf/Zu-Stellungsanzeige eine kostengünstige Lösung. Funktionsmäßig über der Amtronic sind die Produkte Smartronic MA AS-i und PC angeordnet. Hierbei handelt es sich um digitale, elektropneumatische Stellungsregler mit Spannungsversorgung über ein 4 - 20 mA-Signal, ein spezielles AS-i-Netz oder eine separate 24-V-DC-Stromversorgung.

Komplex Steuern und Regeln

Die Smartronic MA dient als Stellungsregler für Drosselarmaturen. Die Spannungsversorgung und Regelung erfolgt über ein 4 -20-mA-Signal, das die genaue Stellung der Armatur definiert und die Einheit mit Strom versorgt. Die Smartronic As-i ist ein für AS-i-Feldbus zertifizierter Stellungsregler, der nur eine AS-i-Adresse für sämtliche Eingangs- und Ausgangsdaten verwendet. Smartronic PC hat mehr Funktionen als Smartronic MA oder AS-i und bietet eine Prozessüberwachung sowie WiFi- oder Internet-Anschluss für die Inbetriebnahme und Wartungsarbeiten. Der Stellungsregler Smartronic PC kann alle Steueraufgaben selbst ausführen. Über seine Schnittstelle kann man ihn auch mit einem PC verbinden. Angetriebene Armaturen ermöglichen es, die Durchflussmenge der Flüssigkeiten in den Rohrleitungen ohne einen manuellen Eingriff anzupassen. Die Amtronic- und Smartonic-Einheiten sind wegen ihrer kompakten Bauform und ihrer Fähigkeit, komplexe Steuerungs- und Regelungsaufgaben wahrzunehmen, für diese Anwendungen besonders geeignet. Ihre Verwendung bietet Betreibern eine Vielzahl von Möglichkeiten, die sie ihrem Anwendungsbereich entsprechend auswählen können.

Bildergalerie

  • Die Armaturensteuerung Amtronic basiert auf einer Auf-Zu-Steuerung für pneumatische Stellantriebe.

    Bild: KSB Aktiengesellschaft

  • Die Armaturensteuerung Amtronic lässt sich auch mit Hubantrieben nach Namur kombinieren.

    Bild: KSB Aktiengesellschaft

  • Smartronic kann auch als Stellungsregler auf einer doppeltexzentrischen Absperrklappe eingesetzt werden.

    Bild: KSB Aktiengesellschaft

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