Napędy niepełnoobrotowe

Transkrypt

1 Napędy niepełnoobrotowe Tryb działania sterujący i regulacyjny SG05.1 SG12.1 SGR05.1 SGR12.1 SGExC05.1 SGExC12.1 Momentobrotowydo1200Nm Opis produktu

2 Obszary zastosowań Napędy niepełnoobrotowe AUMA stosowane są wszędzie tam, gdzie konieczne jest zautomatyzowanie procesów za pomocą ruchu niepełnoobrotowego jak np. na przepustnicach czy zaworach kulowych. Możliwe jest dopasowanie napędu do wymagań prawie każdego zadania w zakresie automatyzacji. Cel ten osiąga się dzięki: szerokiemu zakresowi momentu obrotowego i czasów przesterowania, różnorodnym możliwościom kombinacji ze sterownikami napędów ustawczych AUMA, wysokiej liczbie wariantów. Branża energetyczna : Elektrownie : Instalacje oczyszczania spalin : Elektrociepłownie : Instalacje rurociągowe Branża gospodarki wodnej : Oczyszczalnie ścieków : Stacje uzdatniania wody : Instalacje zasilania wodą pitną : Zapory 2 Branża chemiczna : Przemysł chemiczny : Przemysł petrochemiczny : Przemysł farmaceutyczny Inne branże : Przemysł przerobu ropy i gazu : Technika klimatyzacyjna i wentylacyjna : Przemysł stoczniowy : Hutnictwo : Cementownie : Przemysł spożywczy

3 Spis treści Zakresy zastosowania/rodzaje pracy 4 Koncepcja modułowa - wersje 6 Przegląd warunki zastosowania, funkcje, wyposażenie 9 Warunki zastosowania 10 Funkcje 12 Sygnały/wskazania 17 Zintegrowany sterownik 20 Podłączenie armatury 21 Podłączenie elektryczne dla napędów w wykonaniu standardowym 22 Podłączenie elektryczne dla napędów w wykonaniu przeciwwybuchowym 23 Dane techniczne 24 Świadectwa/certyfikaty 26 Specjalista w zakresie napędów ustawczych 27 Literatura 28 Indeks 29 AUMA - na całym świecie 30 Solutions for a world in motion Katalog poniższy stanowi doskonałe źródło informacji o funkcjach i możliwościach zastosowania napędów niepełnoobrotowych AUMA SG , zarówno dla początkujących jak i znawców tematu. Katalog ten jest podstawowym narzędziem umożliwiającym wstępną ocenę przydatności danego urządzenia dla określonego zastosowania. Osobne karty danych technicznych i cenniki ułatwiają szczegółowy wybór określonego produktu. Inżynierzy firmy AUMA pracujący w dziale obsługi klienta lub oddziałach firmy chętnie pomogą w przygotowaniu właściwej konfiguracji urządzenia. Napędy niepełnoobrotowe AUMA SG produkowane i stosowane są od roku Od tego czasu ich główna zasada konstrukcyjna jest bez przerwy rozwijana. Napędy niepełnoobrotowe SG 05.1 SG 12.1 można łączyć ze sterownikami napędów ustawczych AUMA najnowszej generacji - modularna zasada konstrukcyjna AUMA umożliwia stworzenie szerokiej oferty produktów. Zarówno mechaniczne urządzenia peryferyjne, jak i możliwości integracji techniki sterowania zawsze spełniają wymagania najnowszego stanu techniki. Szczegółowe i zawsze aktualne informacje w zakresie napędów niepełnoobrotowych SG i SGR znajdziecie Państwo w Internecie pod adresem Znaleźć można tam całą dokumentację produktów, rysunki wymiarowe, schematy elektryczne, protokoły odbioru dostarczonych napędów. Zastrzega się prawo dokonywania zmian spowodowanych postępem konstrukcyjnym. Zamieszczone rysunki są jedynie poglądowe. 3

4 Zakresy zastosowania/rodzaje pracy AUMA automatyzuje armatury: mówiąc krótko na tym polega zadanie firmy AUMA. Bardziej szczegółowo: Dzięki napędom AUMA sterować można armaturą za pomocą komend wysyłanych ręcznie z nastawni albo w wyniku integracji napędu w zautomatyzowanym procesie technicznym. AUMA specjalizuje się w dziedzinie elektrycznych napędów ustawczych. Oferujemy napędy wieloobrotowe, niepełnoobrotowe i liniowe w zależności od rodzaju ich konstrukcji. Poniższy prospekt zajmuje się napędami niepełnoobrotowymi. Napędy niepełnoobrotowe służą do procesów automatyzacji armatury dowolnego rodzaju. Typowymi przykładami takiego typu armatury są przepustnice i zawory kulowe. W celu wykonania drogi przesterowania nie jest konieczne wykonywanie pełnego obrotu armatury - najczęściej mamy do czynienia z obrotem o 90. Odblokowanie, pozycjonowanie, regulacja Drugim ważnym kryterium wyboru dla określenia rodzaju wykonywanego ruchu jest rodzaj pracy urządzenia. Czy armatura ma spełniać rolę instrumentu blokującego (tryb działania sterujący), czy ustawione mają być pozycje pośrednie (tryb działania pozycyjny), czy zachodzi potrzeba zmiany pozycji armatury w krótkich odstępach czasowych, np. w razie konieczności regulacji wielkości przepływu w danym rurociągu tryb działania regulacyjny. Są to decydujące kryteria w zakresie dopasowania odpowiedniej armatury do danego zadania, ale również napędu ustawczego, ponieważ rodzaje sił działające w wymienionych rodzajach pracy znacznie się od siebie różnią. Tryb działania sterujący Tryb działania pozycyjny Tryb działania sterujący (otwarcie AUF i zamknięcie ZU) Armatura uruchamiana jest stosunkowo rzadko, odstęp czasowy wynosi kilka minut lub nawet wiele miesięcy. Typowy przebieg procesu w trybie działania sterującego [t 1 ]Czasdziałania.Maksymalnydopuszczalnynieprzerwanyczas działania napędów nastawczych wynosi standardowo 15 a opcjonalnie 30 minut. Tryb działania pozycyjny Napęd przemieszcza się do zdefiniowanej wcześniej pozycji pośredniej w celu np. zapewnienia stałej wielkości przepływu. Obowiązują te same ograniczenia czasu działania jak w trybie sterującym. t 1 t Dlatego AUMA oferuje napędy ustawcze służące do pracy sterującej i pozycjonowania oraz napędy ustawcze, które spełniają wysokie wymagania trybu działania regulacyjnego. Typowy przebieg procesu w trybie pozycjonowania t Napędy niepełnoobrotowe AUMA zabudowane na instalacji odsiarczania spalin w elektrownii. Napędy niepełnoobrotowe AUMA zamontowane na przepustnicach w wietnamskich zakładach wodociągowych. 4

5 Tryb działania regulacyjny Cechą charakterystyczną zastosowań regulacyjnych jest częsta konieczność śledzenia członu nastawczego, jako skutek zmieniających się warunków. W przypadku wymagających zastosowań regulacyjnych taka konieczność może pojawić się co kilka sekund. Wymagania stawiane napędowi ustawczemu są wysokie. Układ mechaniczny i silnik muszą być odpowiednio wykonane, aby wytrzymać wysoką częstotliwość załączeń przez długi okres, tak aby precyzja działania napędu regulacyjnego nie pogarszała się. Rodzaje pracy napędów niepełnoobrotowych AUMA Na podstawie oznaczenia typu rozpoznać można w prosty sposób dla jakiego zastosowania przeznaczony jest dany typ napędu AUMA. Napędy niepełnoobrotowe sterujące i pozycjonowania Napędy niepełnoobrotowe AUMA sterujące i pozycjonowania rozpoznajemy po skrótach SG oraz SGExC. Napędy niepełoobrotowe SG 05.1 SG 12.1 spełniają seryjnie warunki pracy S2-15 min. Napędy przeciwwybuchowe SGExC 05.1 SGExC 12.1 spełniają seryjnie warunki pracy S2-10 min. Typowy przebieg procesu w trybie działania regulacyjnego t Napędy niepełnoobrotowe dla pracy regulacyjnej Napędy niepełnoobrotowe AUMA dla pracy regulacyjnej można rozpoznać po skrócie SGR. Warunkiem wykonywania pracy regulacyjnej jest wyposażenie napędu w silnik na prąd zmienny. Przeciwwybuchowe napędy niepełnoobrotowe SGExC nie są dopuszczone do wykonywania pracy regulacyjnej. Napędy niepełnoobrotowe SGR 05.1 SGR 12.1 spełniają seryjnie warunki pracy S4-25 %. Napędy niepełoobrotowe AUMA ze zintegrowanym sterownikiem AUMA MATIC na zbiornikach paliwa w Polsce. 5

6 Koncepcja modułowa- wersje Konstrukcja modułowa- ze sterownikiem lub bez Każdy przypadek zastosowania ma swoje charakterystyczne wymagania. AUMA konstruuje dlatego napędy ustawcze na zamówienie - skrojone i dopasowane do zamówienia klienta. Dzięki modułowym konstrukcjom produktów AUMA, w prosty sposób mogą być połączone różnorodne właściwości wyposażenia. Każdy typ napędu ustawczego stanowić może podstawę dla dużej ilości wariantów wyposażenia. Zasadniczym założeniem modułowej koncepcji konstrukcyjnej AUMA jest możliwość uzupełniania napędów wbudowanymi układami sterowania. Napędy ustawcze bez zintegrowanego sterownika Jeśli zgodnie z założeniem klienta sterowanie wszystkich składników instalacji przeprowadzane ma być z jednostki centralnej sterowania, np. za pomocą sterownika PLC to AUMA dostarcza swoje napędy bez zitegrowanego sterownika, pod nazwą AUMA NORM. Napędy NORM generują sygnały w formie podstawowej, a zewnętrzny układ sterowania napędu musi je wszystkie odpowiednio przetworzyć. Napędy NORM nie zawierają wyłączników służących do załączania czy wyłączania silnika napędu. Wyłączniki takie jak np. styczniki nawrotne muszą być zainstalowane osobno i uwzględnione w układzie sterowania, tak że silnik napędu będzie automatycznie wyłączany, jeśli napęd zasygnalizuje np. osiągnięcie pozycji krańcowej. Napędy AUMA NORM nie posiadają żadnych elementów obsługi, umożliwiających lokalne elektryczne uruchomienie napędu. Jeśli pojawi się taka potrzeba koniecznie trzeba zainstalować osobny panel sterowania lokalnego i zintegrować go z układem sterowania. Napędy ustawcze ze zintegrowanym sterownikiem Napędy te są gotowe do działania natychmiast po załączeniu zasilania elektrycznego. Sygnały napędu poddawane są analizie lokalnie. Wszystkie konieczne procesy łączeniowe realizowane są bezpośrednio w układzie wbudowanego sterownika za pomocą zainstalowanych styczników nawrotnych lub tyrystorów. Dzięki lokalnemu panelowi obsługi wszystkie napędy mogą działać lokalnie natychmiast po podłączeniu zasilania elektrycznego. Nie ma konieczności wykonywania żadnych skomplikowanych prac instalacyjnych przy instalacji zewnętrznych układów sterowania. Automatyczna funkcja korekty fazy zapewnia dopasowanie sterowania układu mocy do istniejącego trójfazowego pola wirującego. Wysoki stopień funkcjonalności układów sterowania odciąża system sterowania, wymiana danych ograniczona jest do koniecznego minimum. Zintegrowany sterownik jest warunkiem podłączenia napędu do magistrali FIELDBUS. Możliwe jest dokonywanie modernizacji i dodatkowego wyposażenia napędów NORM. Dalsze informacje w zakresie zintegrowanych sterowników znajdziecie Państwo na stronie 20 oraz w osobnych katalogach: Opis Produktu Moduł sterowania napędem AUMA MATIC Opis Produktu Moduł sterowania napędem AUMATIC Dzięki modularnej konstrukcji każdy napęd niepełnoobrotowy dostarczony być może bez sterownika lub ze zintegrowanym sterownikiem typu AUMA MATIC lub AUMATIC. 6

7 [1] [2] [3] [4] [1] Napędy niepełnoobrotowe SG 05.1 SG 12.1/SGR 05.1 SGR 12.1 bez zintegrowanego sterownika (AUMA NORM) Moment obrotowy od 100 do Nm (Wersja z silnikiem trójfazowym) [2] Napęd niepełnoobrotowy zezintegrowanym sterownikiem AUMA MATIC AUMA MATIC to idealny sterownik dla prostych ruchów w kierunku otwierania AUF i zamykania ZU(tryb działania sterujący) oraz dla konwencjonalnych przypadków sterowania. Napęd taki wykonywać może również zadania regulacyjne pod warunkiem zastosowania odpowiedniego wyposażenia. Dalsze informacje na stronie 20. (Wersja z silnikiem na prąd zmienny) [3] Napęd niepełnobrotowy ze zintegrowanym sterownikiem AUMATIC AUMATIC to układ najbardziej wszechstronny ze sterowników oferowanych przez AUMA. Sterownik ten zawiera mikronastawnik, a zakres wykonywanych funkcji jest znacznie szerszy niż w przypadku AUMA MATIC. Jest to idealny sterownik dla zastosowań regulacyjnych. Za pomocą sterowników AUMATIC firma AUMA wdraża najnowsze rozwiązania technologiczne w zakresie systemów sterownia magistrali typu Bus. Dalsze informacje na stronie 20. (wersja z silnikiem na prąd trójfazowy) [4] Napęd niepełnoobrotowy ze sterownikiem na uchwycie ściennym Obok możliwości zamontowania sterownika bezpośrednio na napędzie istnieje również możliwość zamontowania go na specjalnym uchwycie ściennym. Rozwiązanie takie jest korzystne w następujących przypadkach: jeśli warunki nie zapewniają dojścia do sterownika zamontowanego bezpośrednio na napędzie, jeśli wysoka temperatura otoczenia napędu miałaby negatywny wpływ na pracę części elektronicznych, jeśli na sterownik działają silne wibracje. (Wersja z silnikiem trójfazowym) 7

8 Zasada konstrukcyjna [1] [1] [8] [9a] [2] [7] [3] [9b] [4] [5] [6] [1] [1] Podłączenie elektryczne Podłączenie elektryczne zapewnione jest dzięki złączu wtykowemu, niezależnie od tego, czy napęd wyposażony jest w sterownik czy nie. Napędmożnawsposóbszybkiiprosty odłączyć od kabli zasilających i sterujących, a następnie równie szybko można go podłączyć. Dalsze informacje na stronie 22. [2] Przekładnie W celu dopasowania prędkości obrotowej silnika do wymaganej prędkości stosowane są przekładnie planetarne oraz sprawdzone w praktyce przekładnie ślimakowe. Przekładnia ślimakowa zawiera dodatkowo układ samohamujący(patrz również strona 16). [3] Ograniczniki końcowe Ograniczniki końcowe napędu określają pozycje końcowe, o ile armatura nie jest wyposażona w ograniczniki. [4] Sprzęgło Oddzielne sprzęgło ułatwia montaż napędu na armaturze. Na życzenie sprzęgło dostarczane jest z odpowiednim dopasowanym otworem. Sprzęgło z otworem zakładanejestnawałarmaturyijestonotak blokowane, że nie może się przesuwać osiowo. Następnie można zamontować napęd na kołnierzu armatury(patrz również strona21). [5] Podłączenie armatury Podłączenie armatury wykonane jest zgodnieznormąeniso5211. Napęd może być montowany na armaturze w pozycjiobróconejo4x90. [6] Koło ręczne Podczas uruchomienia lub w przypadku awarii napęd niepełnoobrotowy uruchomiony możebyćręcznie.wtymcelunależy wyciągnąć koło ręczne z pozycji zablokowanej. Koło ręczne wykonane jest w formie przekładni stopniowej. Nie ma konieczności przełączania układu na pracę ręczną. [7] Silnik Napędy wyposażone są w silniki trójfazowe(jak na ilustracji), silniki na prąd zmienny i stały. Silniki te charakteryzują się wysoką wartością momentu rozruchowego, która umożliwia poruszenie armatury z jej pozycji końcowej. Silnik podłączany jest za pomocą wewnętrznego złącza wtykowego. Dzięki temu możliwa jest szybka wymiana silnika, np. w celu zmiany czasu przesterowania. Dalsze informacje patrz strona 12. [8] Blok sterowania Blok sterowania zawiera dwa układy pomiarowe(wyłącznik drogowy i wyłącznik momentu obrotowego), które rejestrują pokonaną drogę ustawczą lub moment istniejący na elemencie napędzanym. Dalsze informacje na stronie 14. [9] Zintegrowany sterownik (opcja) Napędy ustawcze AUMA ze zintegrowanym sterownikiem AUMA MATIC [9a]lubAUMATIC[9b]sągotowedo zastosowania natychmiast po podłączeniu zasilania. Za pomocą lokalnego pulpitu sterowania napęd może być uruchomiony lokalnie. Przy wykorzystaniu wbudowanych przełączników, styczników nawrotnych lub tyrystorów wbudowany układ sterowania wykonuje wszystkie konieczne załączenia silnika w sposób samodzielny i bez opóźnienia. Elektryczne połączenie pomiędzy wbudowanym układem sterowania a napędem zapewniane jest przez złącze wtykowe. Dalsze informacje na stronie 20. 8

9 Przegląd warunki zastosowania, funkcje, wyposażenie Standard Opcja SG SGR SGExC Strona Zakresy zastosowania/ rodzaje pracy Tryb działania sterujący 4 Tryb działania pozycyjny 4 Tryb działania regulacyjny 5 Warunki zastosowania Stopień ochrony IP Stopień ochrony IP Wersja wysokotemperaturowa 10 Wersja niskotemperaturowa 10 Ochrona antykorozyjna KN 11 Ochrona antykorozyjna KS, KX 11 Wykonanie przeciwwybuchowe 11 Funkcje Praca silnika 12 Praca elektryczna 8, 13 Wyłączenie zależne od drogi 13 Wyłączenie zależne od momentu obrotowego 13, 14 Ograniczenie kąta obrotu dla pracy ręcznej 8 Ochrona armatury przed przeciążeniem 14, 15 Ochrona przed nieuprawnioną obsługą 15 Ochrona silnika przed przegrzaniem 16 Ochrona przeciwko niekontrolowanej zmianie pozycji armatury 16 Sygnały zwrotne 1 /Informacje wyświetlane Pozycje krańcowe armatury 18 Pozycja armatury 18, 19 Pozycje pośrednie 18 Praca napędu/ armatury 18, 19 Usterka (nadmierna temperatura) 18 Usterka (błąd momentu obrotowego) 18 Zintegrowany sterownik AUMA MATIC 20 AUMATIC 20 Podłączenie armatury wg EN ISO 5211 Sprzęgło nieowiercone 21 Sprzęgło przedłużone 21 Sprzęgło owiercone 21 Podłączenie elektryczne dla urządzeń w wykonaniu standardowym Podłączenie elektryczne wtykowe 22 Rozszerzona komora podłączeniowa 22 Podwójne uszczelnienie (double sealed) 22 Pokrywa ochronna 22 Uchwyt mocujący 22 Podłączenie elektryczne dla napędów w wykonaniu przeciwwybuchowym Łącznik wtykowy dla napędów przeciwwybuchowych 23 Podłączenie zaciskowe wtykowe dla napędów przeciwwybuchowych 23 Podwójne uszczelnienie (double sealed) 23 Pokrywa ochronna 23 Uchwyt mocujący 23 1 w przypadku napędów bez zintegrowanego sterownika sygnały napędu muszą być poddane odpowiedniej analizie w nadrzędnym systemie sterowania. 9

10 Warunki zastosowania Napędy AUMA stosowane są na całym świecie, we wszystkich strefach klimatycznych, instalacjach przemysłowych różnego rodzaju i z uwzględnieniem lokalnych warunków zastosowania. Napędy AUMA muszą wykonywać swoje zadania w każdych warunkach rzetelnie i przez długie lata bez konieczności wykonywania większych czynności konserwacyjnych. Dlatego AUMA od samego początku kładzie nacisk na konstruowanie urządzeń, tak aby były one odporne na wpływ różnych czynników. Wszystkie elementy ochronne zawsze dopasowane są do najnowszego stanu wiedzy technicznej. Stopień ochrony IP 67 Urządzenia AUMA spełniają wymagania stopnia ochrony IP 67 zgodnie z normą EN Stopień ochrony IP 67 oznacza szczelność przy zanurzeniu w wodzie na głębokość max 1 m słupa wody na czas max 30 minut. IP 68 Na życzenie AUMA dostarcza również urządzania o podwyższonym stopniu ochrony IP 68 zgodnie z normą EN Stopień ochrony IP 68 oznacza szczelność po zanurzeniu w wodzie na głębokość 6 m słupa wody na okres max 72 godzin. Podczas zanurzenia dopuszczalne jest wykonanie max 10 uruchomień. W celu zapewnienia stopnia ochrony IP 68 konieczne jest zastosowanie odpowiednich dławików kablowych. Standardowy zakres dostawy AUMA nie obejmuje dławików kablowych, ale mogą być one dostarczone na życzenie. Napędy niepełnoobrotowe AUMA na Saharze. Temperatura otoczenia Typy Rodzaje napędów Wersje wykonania Zakres temperaturowy SG Napędy niepełnoobrotowe dla trybu działania sterującejgo i pozycjonowania SGExC SGR Napędy niepełnoobrotwe w wykonaniu przeciwwybuchowym dla trybu działania sterującejgo i pozycjonowania Napędy niepełnoobrotowe dla trybu działania regulacyjnego Standard Niska temperatura Ekstremalnie niska temperatura 1 Wysoka temperatura Standard Niska temperatura Ekstremalnie niska temperatura 1 Standard Temperatury niskie 25 C + 80 C 40 C + 60 C 60 C + 60 C 0 C C 2 20 C + 40 C/60 C 3 40 C + 40 C/60 C 3 50 C + 40 C/60 C 3 25 C + 60 C 40 C + 60 C Jeśli napęd wyposażony jest w zintegrowany sterownik AUMA MATIC lub AUMATIC, to dopuszczalna temperatura otoczenia wynosi + 70 C, o ile dla samego napędu nie określono ograniczenia temperatury otoczenia do wartości niższej. 1 Urządzenie otrzymuje system grzewczy do podłącznia przy zewnętrznym zasilaniu 230 V AC lub 115 V AC 2 Obowiązuje dla wykonania AUMA NORM bez elektronicznego nadajnika położenia RWG, z RWG max + 70 C 3 Dla zakresu temperaturowego + 60 C dla klasy temperatury T4 konieczna jest odpowiednia obudowa. 10

11 Ochrona antykorozyjna/powłoka lakiernicza Standard (KN) Napędy AUMA pokrywane są standardowo warstwą ochronną antykorozyjną KN o doskonałych właściwościach ochronnych. Umożliwia to zastosowanie urządzeń na zewnątrz budynku w warunkach o niewielkim stopniu agresywności. KS AUMA zaleca taką klasę ochrony antykorozyjnej dla urządzeń pracujących w atmosferze o okresowo lub stale podwyższonym stopniu agresywności i średnim stężeniu substancji szkodliwych. KX AUMA zaleca taką klasę ochrony antykorozyjnej dla urządzeń pracujących w atmosferze o wysokim stopniu agresywności i wysokim stężeniu substancji szkodliwych oraz przy wysokiej wilgotności powietrza. Wykonanie przeciwwybuchowe W celu umożliwienia zastosowania napędów ustawczych w obszarach zagrożonych wybuchem konieczne jest spełnienie szczególnych wymagań bezpieczeństwa. Określone są one w normach EN , oraz PTB (Niemiecki Instytut Fizyko- Techniczny) oraz BVS (Kopalnia doświadczalna) są jednostkami certyfikacyjnymi z europejskim dopuszczeniem, które potwierdzają zgodność urządzeń z wymienionymi normami europejskimi. Ochrona przeciwwybuchowa Klasyfikacja napędów niepełnoobrotowych Typy przeciwwybuchowych napędów niepełnoobrotowych AUMA SGExC spełniają wymagania klasyfikacji ochrony przeciwwybuchowej. II2G EEx de IIC T4 II2G c IIC T4 II2D Ex td A21 IP6X T130 C Powłoka lakiernicza Standardowym kolorem stosowanego pokrycia lakierem jest kolor szary (zbliżony do RAL 7037). Możliwe są również inne kolory, na specjalne zamówienie. 11

12 Funkcje Funkcjonowanie napędu ustawczego polega na wygenerowaniu określonej wcześniej pozycji armatury, która to wywołana jest odpowiednim rozkazem np. sygnałem odebranym z układu sterowania. Takie wydawałoby się na pierwszy rzut oka proste zadanie musi uwzględniać jednak różnorodne warunki wyjściowe. Należą do nich różne kryteria wyłączania, różne koncepcje zapewnienia bezpieczeństwa oraz zintegrowanie techniki sterowniczej - wszystkie te warunki wymuszają specjalne konfiguracje napędu, tak aby postawione zadanie wypełnione było optymalnie. Poza tym konieczne jest zastosowanie różnych urządzeń zabezpieczających, których zadaniem jest ochrona napędu i armatury przed uszkodzeniem lub zniszczeniem. Za pomocą opisanych poniżej funkcji można rozwiązać ponad 90 % zadań stawianych takim układom. We wszystkich spółkach AUMA znajdziecie Państwo inżynierów, którzy pomogą dokonać odpowiedniego wyboru - szczególnie w indywidualnych przypadkach dotyczących specjalnych obszarów zastosowań. Praca elektryczna W normalnym trybie działania napęd ustawczy uruchamiany jest z nastawni za pomocą odpowiednich rozkazów pośrednio przez układ sterowania napędu. Jeśli napęd ma posiadać możliwość uruchamiania lokalnego, to konieczne jest zainstalowanie dodatkowego lokalnego panelu sterowania. W przypadku wyposażenia napędu w opcjonalny sterownik AUMA, panel sterowania lokalnego jest wyposażeniem standardowym. W celu spełnienia wszystkich, specyficznych wymogów procesów automatyzacji armatury, AUMA stosuje specjalnie opracowane silniki elektryczne, które są kompaktowe i mają odpowiedni przebieg momentu obrotowego. Po uruchomieniu generują one wysoki moment obrotowy, co umożliwia odblokowanie armatury z pozycji krańcowej. T [1] [2] Moment obrotowy T w zależności od liczby obrotów n [1] Silnik trójfazowy AUMA [2] Silnik typowy o takiej samej mocy i większej wielkości konstrukcyjnej n Główna część napędów ustawczych dostarczana jest z zamontowanymi silnikami trójfazowymi. Stosowane silniki indukcyjne są proste w konstrukcji i wytrzymałe. Napędy oferowane są również w wersji z silnikami na prąd 1-fazowy lub prąd stały. 12

13 Praca ręczna Wszystkie elektryczne napędy ustawcze wyposażone są zawsze w koło ręczne. Przy uruchomieniu służy ono do ręcznego ustawienia pozycji końcowych w celu określenia ograniczników ruchu i punktów przełączenia. Wyłączenie w pozycji krańcowej W zależności od konstrukcji armatury i/lub przypadku jej zastosowania napęd wyłączany jest w pozycjach krańcowych zgodnie z jednym z następujących sposobów określonych przez producenta armatury. Koło ręczne może być uruchamiane bez konieczności przełączenia na ręczny rodzaj pracy. Koło ręczne może być uruchamiane nawet przy pracującym silniku. Nie powoduje to powstania żadnego zagrożenia dla życia i zdrowia czy uszkodzenia napędu ustawczego. Przy pracy automatycznej koło ręczne nie porusza się. w zależności od drogi, tzn. w ustawionej pozycji wyłączenia w zależności od momentu obrotowego. Ten rodzaj wyłączenia stosowany jest wtedy, jeśli armatura musi osiągnąć zdefiniowaną wartość momentu w pozycji krańcowej zamknięcia ZU, aby zapewniona była odpowiednia szczelność. Napędy AUMA zawierają dwa niezależne systemy pomiarowe, wyłącznik drogowy i wyłącznik momentu obrotowego (patrz strona 14). Rodzaj wyłączenia musi być uwzględniony w układzie sterowania napędu ustawczego. Wyłączenie zależne od drogi n P Prędkość obrotowa w zależności od nastawionej drogi Napęd pracuje z określoną prędkością przesterowania do momentu osiągnięcia punktu wyłączenia P. Przy określaniu punktu P należy wziąć pod uwagę ruch bezwładny napędu. Ruch bezwładny napędów niepełnoobrotowych powstaje głównie w wyniku opóźnienia wyłączenia zewnętrznego sterownika np. SPS. Wyłączenie zależne od momentu obrotowego T [1] Moment obrotowy T w zależności od nastawionej drogi [1] Ustawiony moment wyłączenia Po osiągnięciu pozycji krańcowej wzrasta moment obrotowy w gnieździe armatury, moment wzrasta aż do wyłączenia napędu w momencie osiągnięcia ustawionej wartości granicznej. 13

14 Funkcje Blok sterowania z wyłącznikiem drogowym i wyłącznikiem momentu obrotowego Wyłącznik drogowy lub wyłącznik momentu obrotowego decyduje o możliwości wyłączenia napędu w pozycjach krańcowych w zależności od drogi lub momentu obrotowego lub w przypadku przeciążenia. Blok sterowania (patrz wykres na stronie 8) zawiera dwa niezależne od siebie systemy pomiarowe, które odpowiedzialne są za rejestrację wykonanej drogi nastawczej lub osiągniętego momentu obrotowego, na jakim pracuje armatura. Blok sterowania z mikrołącznikami Pokonana droga lub istniejący moment obrotowy rejestrowane są przez mechanizm zliczający lub dźwigniowy w bloku sterowania. Po osiągnięciu ustawionego punktu wyłączenia uruchamiane są odpowiednie mikrowyłączniki za pomocą krzywki. Blok sterowania składa się z: po jednym wyłączniku momentu obrotowego dla kierunku otwierania AUF i zamykania ZU. po jednym wyłączniku drogowym dla pozycji krańcowych otwierania AUF i zamykania ZU. Za pomocą sygnałów wyłączników napęd wyłączany jest zgodnie z wymaganym trybem wyłączenia. Wyłączniki drogowe i momentu obrotowego dostępne są w licznych wariantach: Blok sterowania z magnetycznym czujnikiem drogi i momentu obrotowego (opcja) Pozycja oraz istniejący moment obrotowy rejestrowane są w sposób ciągły przez czujniki Halla. Pozycja armatury i moment obrotowy istniejący w armaturze są dostępne w postaci sygnałów ciągłych. Magnetyczny czujnik drogi i momentu obrotowego jest skonstruowany w taki sposób, że w przypadku wyłączenia zasilania sieciowego pozycja armatury rejestrowana jest prawidłowo automatycznie po ponownym załączeniu zasilania. Nie ma konieczności wykonywania ruchu referencyjnego. Układ funkcjonuje bez pomocniczego źródła zasilania jak np. baterii. Jeśli stosowana jest jednostka sterowania z magnetycznym czujnikiem drogi (MWG), to napęd ustawczy musi być wyposażony w zintegrowany sterownik napędu ustawczego AUMATIC. Elementarna zaleta takiego układu polega na tym, że wszystkie parametry napędu można regulować bez konieczności otwierania jego obudowy czy stosowania narzędzi. Wyłącznik pojedynczy 1 zestyk rozwierny i 1 zestyk zwierny, nie rozdzielone galwanicznie. Wyłącznik tandemowy (opcja) w celu przełączenia dwóch różnych potencjałów. Wyłącznik tandemowy podaje jeden sygnał służący do wyłączenia napędu i drugi oddzielony galwanicznie sygnał do przyłącza elektrycznego. Wyłącznik potrójny (opcja) W celu przełączenia trzech różnych potencjałów. Przedmiotowy model składa się z jednego wyłącznika pojedynczego i jednego wyłącznika podwójnego (tandemowego). Wyłącznik pozycji pośredniej (opcja) Jest to tak zwany wyłącznik drogowy DUO, który dla każdego kierunku ruchu zawiera dodatkowy wyłącznik w celu ustawienia pozycji wyłączenia w punktach pomiędzy pozycjami krańcowymi. Wykonanie standardowe: styki ze srebra. W przypadku napięcia w zakresie od 5 V do 50 V i bardzo niskiego natężenia prądu zaleca się stosowanie styków pozłacanych. 14

15 Zabezpieczenie armatury przed przeciążeniem Wyłącznik momentu obrotowego pracuje w całym zakresie nastawy jako element ochrony przed przeciążeniem. W ten sposób armatura chroniona jest przed uszkodzeniem bądź zniszczeniem przez zbyt wysoki moment obrotowy. Jeśli w pozycji pośredniej na element ustawczy zadziała nadmierny moment obrotowy np. w wyniku zaklinowania się jakiegoś elementu, to po osiągnięciu zdefiniowanego momentu wyłączajacego uruchamia się wyłącznik momentu. Ochrona przed nieuprawnioną obsługą(opcja) Pozycja określona dla armatury o łatwym dostępie, np. dla zasuw w zbiornikach do zatrzymywania szczytowej fali powodziowej, nie może być zmieniana przez osoby do tego nieuprawnione. Można temu zapobiec instalując na pokrętle ręcznym napędu ustawczego AUMA kłódkę zabezpieczającą. Oczywiście wymogiem dla zapewnienia prawidłowo funkcjonującej ochrony przeciążeniowej jest właściwe zdefiniowanie sygnału momentu obrotowego w układzie sterowania. W przypadku napędów ustawczych ze zintegrowanym sterownikiem AUMA funkcja ta jest zapewniona automatycznie. T [1] Moment obrotowy T w zależności od nastawionej drogi 15

16 Funkcje Zabezpieczenie silnika przed przegrzaniem Uzwojenia silników na prąd 1-fazowy i trójfazowy wyposażone są w wyłączniki termiczne lub termistory zabezpieczające PTC które wzbudzane są w momencie, gdy temperatura silnika przekroczy 140 C. Jeśli taka sytuacja będzie miała miejsce układ sterowania musi wyłączyć napęd. T 140 C 115 C 90 C [1] [1] Moment wyłączenia [2] Moment ponownego załączenia [2] t Ochrona przed niekontrolowaną zmianą pozycji armatury Wysokie ciśnienie w armaturze może spowodować powstanie wysokich wartości momentu obrotowego, szczególnie w przypadku przepustnic. Moment taki nie może jednak doprowadzić do zmiany pozycji armatury w sposób niekontrolowany. Samohamowność i samozatrzymanie Dzięki swojej konstrukcji napędy niepełnoobrotowe powodują powstanie momentu obrotowego równoważącego działanie momentu w armaturze. Taki moment zwrotny jest wystarczająco wysoki, aby zapobiec niekontrolowanemu przesunięciu się przepustnicy z pozycji spoczynkowej (samohamowność), ale również nie spowoduje przesunięcia przepustnicy do pozycji spoczynkowej w przypadku wyłączenia napędu (samozatrzymanie). Wyłączniki termiczne czy termistory zabezpieczające PTC zapewniają o wiele lepszą ochronę silnika niż przekaźniki nadprądowe, ponieważ temperatura mierzona jest bezpośrednio w miejscu jej powstawania. Seryjnie stosowane są termowyłączniki. W przypadku napędów typu AUMA NORM wyposażonych w termistory PTC, zewnętrzny sterownik musi posiadać odpowiedni układ wyzwalający. Jeśli napęd wyposażony jest w zintegrowany sterownik AUMA, to odpowiedni układ wyzwalający jest w nim zawarty. 16

17 Sygnały/wskazania Sygnały zwrotne tworzą podstawę dla kontrolowania technicznego przebiegu procesu. Dlatego napędy ustawcze generują szereg sygnałów, które informują o aktualnym stanie napędu oraz stanie samej armatury. Dla wielu zastosowań istnieje konieczność odczytu parametrów pracy napędu i armatury w miejscu jej działania. Oferowane przez nas napędy stwarzają wiele różnych możliwości w tym zakresie, zależnie od ich wyposażenia. Sygnalizacja zwrotna Sygnały napędu przesyłane są do układu sterowania napędu ustawczego i poddawane są obróbce. W przypadku napędu ustawczego typu AUMA NORM obróbka sygnałów zachodzi w zewnętrznym układzie sterowania napędu np. w sterowniku PLC. W przypadku napędów ze zintegrowanym sterownikem AUMA MATIC lub AUMATIC sygnały poddawane są obróbce we wbudowanym układzie sterowania, a jednostka nadrzędna otrzymuje już sygnały obrobione. Sygnały napędu [2] [1] TSC LSA Th LSC LSB TSO BL LSO RWG Napęd ustawczy AUMA z pełnym wyposażeniem [1] Układ sterowania napędu np. sterownik PLC [2] Zgłoszenia zwrotne do układu sterującego [TSC] Sygnał wyłącznika momentu obrotowego w kierunku zamykania ZU [LSC] Sygnał wyłącznika drogowego w pozycji krańcowej zamknięcia ZU [TSO] Sygnał wyłącznika momentu obrotowego w kierunku otwierania AUF [LSO] Sygnał wyłącznika drogowego w pozycji krańcowej otwarcia AUF [LSA] Sygnał wyłącznika pozycji pośredniej w kierunku zamykania ZU (opcja) [LSB] Sygnał wyłącznika pozycji pośredniej w kierunku otwierania AUF (opcja) [BL] Sygnał migacza, opcja dla napędów regulacyjnych [RWG] Elektroniczny nadajnik położenia, 0/4-20 ma(opcja) [Th] Termik 17

18 Sygnały/wskazania Sygnalizacja zwrotna Sygnalizacja zwrotna Pozycje krańcowe armatury Pozycja armatury Pozycje pośrednie, służące przykładowo do uruchomienia pompy w momencie osiągnięcia określonej pozycji armatury Praca napędu/ armatury Usterka (nadmierna temperatura) Usterka (błąd momentu obrotowego) Napędy bez zintegrowanego sterownika(auma NORM) Dzięki zastosowaniu podwójnych wyłączników zamiast zwykłych wyłączników pojedynczych, sygnały mogą być przekazywane zwrotnie jako podwójne przy zachowaniu izolacji galwanicznej. Sygnały wyłączników drogowych i momentu obrotowego muszą być poddane ocenie w zewnętrznym układzie sterowania. Przy ocenie sygnałów należy uwzględnić fakt, czy napęd zatrzymywany jest w pozycjach krańcowych w zależności od drogi czy momentu obrotowego. W przypadku wyłączenia zależnego od drogi zgłoszenie pozycji krańcowej zachodzi jako skutek oceny sygnałów wyłącznika drogowego. W przypadku wyłączenia zależnego od momentu obrotowego zgłoszenie pozycji krańcowej wynika z powiązania sygnałów wyłącznika drogowego i momentu obrotowego. Opcjonalny nadajnik położenia wskazuje pozycję armatury albo w formie sygnału napięcia lub jako sygnał natężenia prądu 0/4 20 ma do zewnętrznego układu sterowania. Napęd posiada opcjonalnie dwa dodatkowe wyłączniki pozycji pośredniej, każdy dla innego kierunku ruchu (wyłącznik drogowy typu DUO) Informacja na podstawie działania migacza, który w napędach stosowanych do pracy w trybie działania sterującego jest wyposażeniem podstawowym a w napędach regulacyjnych stanowi wyposażenie opcjonalne. Termiki zamontowane w silniku napędu muszą być kontrolowane przez nadrzędny układ sterowania. Zadziałanie termików musi prowadzić z jednej strony do natychmiastowego wyłączenia napędu, aby nie dopuścić do uszkodzenia silnika. Z drugiej strony zewnętrzny układ sterowania musi wygenerować zgłoszenie usterki, aby umożliwić wykrycie i usunięcie usterki. Zadziałanie wyłącznika momentu obrotowego poza pozycją krańcową musi zawsze prowadzić do natychmiastowego wyłączenia napędu. Zadziałanie wyłączników momentu obrotowego w jednej z krańcowych pozycji może być także zdefiniowane jako prawidłowa praca, pod warunkiem jednoczesnego zadziałania wyłącznika pozycji krańcowej. We wszystkich innych przypadkach zadziałanie wyłącznika momentu obrotowego zinterpretowane powinno być jako usterka. Zewnętrzny układ sterowania musi wygenerować zgłoszenie usterki w celu umożliwienia rozpoznania i usunięcia usterki. Zgłoszenie zwrotne dla napędów ze zintegrowanym sterownikiem Zintegrowany sterownik posiada następujące zalety Dla napędów ze zintegrowanym sterownikiem sygnały zwrotne wymienione powyżej generowane są bezpośrednio. W ten sposób ulega redukcji ilość sygnałów, jakie przesyłane muszą być do nadrzędnego poziomu. Dzięki rozszerzeniu funkcji diagnostyki napęd AUMATIC udostępnia liczne dodatkowe sygnały zwrotne, które mogą być używane jeśli są potrzebne. Sterowniki posiadają wyjścia binarne i analogowe lub alternatywnie podłączane są do interfejsu magistrali bus, za pomocą, której zgłoszenia przesyłane są do układu sterowania. Dalsze informacje w zakresie zgłoszeń zwrotnych dostępne są w poniższych broszurach: Opis Produktu Moduł sterowania napędem AUMA MATIC Opis Produktu Moduł sterowania napędem AUMATIC 18

19 Informacje wyświetlane lokalnie Napędy bez zintegrowanego sterownika (AUMA NORM) Napędy ze zintegrowanym sterownikiem Napędy ze zintegrowanym sterownikiem mogą być również wyposażone w mechaniczny wskaźnik pozycyi. Poza tym, sterownik wyposażony jest w diody sygnalizacyjne lub jak w przypadku sterowników AUMATIC w wyświetlacz, który pokazuje stan napędu ustawczego. Dalsze informacje w zakresie wskaźnika lokalnego dostępne są w poniższych broszurach: Napędy niepełoobrotowe AUMA zawsze wyposażone są w mechaniczny układ wskaźnika pozycji. Dzięki niemu z jednej strony odczytać można pozycję armatury, a z drugiej strony wskaźnik służy do sygnalizacji pracy. Jednoznaczne symbole ułatwiają czytelność wskaźnika pozycji. W przypadku napędów typu AUMA NORM analiza sygnałów z napędu ma miejsce wyłącznie w zewnętrznym sterowniku napędu. Jeśli generowane w tych układach sygnały dostępne mają być na lokalnym wskaźniku, to konieczna jest instalacja dodatkowych elementów wyświetlacza i kanałów dla transmisji sygnałów. Opis produktu Sterowniki napędów ustawczych AUMA MATIC Opis produktu Sterowniki napędów ustawczych AUMATIC 19

20 Zintegrowany sterownik Zintegrowane sterowniki zajmują się obróbką sygnałów napędu i poleceń związanych z ruchem i wykonują za pomocą zamontowanych przełączników, styczników lub tyrystorów wszystkie konieczne procesy przełączania w sposób samodzielny i bez opóźnienia. Sterowniki przekazują obrobione sygnały napędów i sygnały zwrotne do poziomu nadrzędnego. Napędy ustawcze mogą wykonywać swoje funkcje natychmiast po podłączeniu zasilania i uruchamiane są elementami obsługi. AUMA MATIC AM AUMA MATIC w podstawowym wykonaniu jest idealnym układem sterowania do wykonywania prostych ruchów otwierania i zamykania AUF - ZU. AUMATIC AC AUMATIC oferuje liczne udoskonalone funkcje wykraczające poza funkcje podstawowe AUMA MATIC jak np. AUMA MATIC wykorzystuje następujące sygnały zwrotne: osiągnięcie pozycji krańcowej, pozycja przełącznika wyboru i zgłoszenie usterki zbiorczej. Za pomocą przełącznika programowego można dopasować tryb pracy AUMA MATIC do danego zastosowania, np. programowanie rodzaju wyłączenia. Opcje: Regulator pozycyjny trójpunktowy Interfejs magistrali feldbus (Profibus DP lub Modbus RTU) programowalne przekaźniki sygnalizacyjne ustawienie NON-INTRUSIVE (opcja) adaptacyjny regulator położenia (opcja) interfejs magistrali dla Profibus DP, Modbus RTU, DeviceNet, Foundation Fieldbus (opcja) nadzór i diagnoza rejestracja danych roboczych interfejs programowania z połączeniem kablowym lub radiowym w celu podłączenia programatora Lokalny panel sterowania AUMA MATIC z przyciskami, przełącznikami wyboru i diodami sygnalizacyjnymi Dodatkowa literatura Szczegółowe informacje znajdą Państwo w prospekcie Opis Produktu, Moduł sterowania napędem AUMA MATIC Lokalny panel sterowania AUMATIC z przyciskami do obsługi i programowania, przełącznikami wyboru, wyświetlaczem z komunikatami tekstowymi, diodami sygnalizacyjnymi i interfejsem do programowania. Dodatkowa literatura Szczegółowe informacje znajdą Państwo w prospekcie Opis Produktu, Moduł sterowania napędem AUMATIC 20