Elektryczne napędy armatury w ujęciu norm Systemy komunikacji w produktach GRUPY AUMA Bezpieczeństwo funkcjonalne - SIL

Transkrypt

1 Elektryczne napędy armatury w ujęciu norm Systemy komunikacji w produktach GRUPY AUMA Bezpieczeństwo funkcjonalne - SIL OPRACOWAŁ: ZESPÓŁ AUMA POLSKA SOSNOWIEC

2 PODSTAWOWE REŻIMY PRACY WG POPRZEDNIEJ NORMY Podstawowe reżimy pracy w urządzeniach AUMA wg poprzedniej normy PN-EN :2011 Napędy ON-OFF Napędy REGULACYJNE czas czas 3

3 PODEJŚCIE DO REŻIMÓW PRACY WG POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy maszyn elektrycznych wg normy PN-EN : S1 Praca ciągła S2 Praca dorywcza S2-15min S3 Praca przerywana S3-25% S4 Praca okresowa przerywana z rozruchem S4-25%ED S5 Praca okresowa przerywana z hamowaniem elektrycznym S5-25% S6 Praca okresowa długotrwała z przerywanym obciążeniem S6-40% S7 Praca okresowa długotrwała z hamowaniem elektrycznym S7-20% S8 Praca okresowa długotrwała ze zmianami prędkości obrotowej S8-30% S9 Praca z nieokresowymi zmianami obciążenia i prędkości obrotowej S9-30% S10 Praca z określonymi obciążeniami stałymi S10-25% 4

4 URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN :2011 Praca dorywcza (S2) S2-15min S2-30min Właściwe dla: SA07.2 SA16.2 SA25.1 SA48.1 SQ05.2 SQ14.2 SGC04.1 SGC12.1 SVC05.1 SVC07.5 Obciążenie Straty elektryczne Czas Czas Temp. Maks. osiągnięta temperatura Czas pracy pod stałym obciążeniem Czas

5 URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN :2011 Praca przerywana (S3) Czas cyklu S3-30% S3-50% Właściwe dla: ED25 ED50 EQ15 EQ600 Czas pracy pod stałym obciążeniem Obciążenie Straty elektryczne Czas postoju Czas Temp. Czas Maks. osiągnięta temperatura Czas

6 URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN :2011 Praca okresowa przerywana z rozruchem (S4) Obciążenie Czas cyklu S4-25%ED S4-50%ED Właściwe dla: SAR07.2 SAR16.2 SAR25.1 SAR30.1 SQR05.2 SQR14.2 SGCR04.1 SGCR12.1 SVCR05.1 SVCR07.5 Czas pracy pod stałym obciążeniem Straty elektryczne Czas postoju Czas rozruchu Czas Temp. Czas Maks. osiągnięta temperatura Czas

7 NOWE PODEJŚCIE DO KLASYFIKACJI AKTUATORÓW / NAPĘDÓW ARMATURY / SIŁOWNIKÓW Klasyfikacja napędów wg rodzaju pracy wg normy EN :2013(E) DIN EN : Klasyfikacja napędów wg rodzaju pracy Uwagi ogólne Podstawowe wymagania projektowe dla poszczególnych klas napędów wg rodzaju pracy są podane w pkt. 4.1 i Klasa A: praca dwustanowa (ON/OFF) Napęd porusza zaworem na całej drodze ruchu od położenia całkowicie otwartego do całkowicie zamkniętego lub odwrotnie Klasa B: impulsowanie (INCHING) Napęd uruchamia zawór sporadycznie i umieszcza go w dowolnym położeniu (całkowite otwarcie, położenie pośrednie, całkowite zamknięcie) Klasa C: regulacja Napęd często uruchamia zawór i umieszcza go w dowolnym położeniu pośrednim pomiędzy całkowitym otwarciem i całkowitym zamknięciem Klasa D: regulacja ciągła Napęd obsługuje zawór w sposób ciągły i umieszcza go w dowolnym położeniu pośrednim pomiędzy całkowitym otwarciem i całkowitym zamknięciem. 8

8 URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU NOWEJ NORMY Wymagania trwałości stawiane napędom wg normy EN :2013(E) Napędy wieloobrotowe Ilość cykli wg normy EN :2013(E) Porównanie trwałości Ilość cykli w napędach AUMA Zakresy momentu napędów wg normy z Klasa A(praca dwustanowa) i B(Inching) Klasa A(praca dwustanowa) i B(Inching) znamionowego trwałością napędów Nm Praca dwustanowa i impulsowa (żywotność - cykle) AUMA TYP AUMA SA do NORMA NORMA AUMA AUMA NORMA AUMA NORMA AUMA 9

9 URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU NOWEJ NORMY Wymagania trwałości stawiane napędom wg normy EN :2013(E) Napędy wieloobrotowe Ilość cykli wg normy EN :2013(E) Porównanie trwałości Ilość cykli w napędach AUMA Zakresy momentu napędów wg normy z Klasa C(regulacja) Klasa C(regulacja) znamionowego trwałością napędów Nm Praca regulacyjna (liczba uruchomień - żywotność) AUMA Typ napędu SAR do NORMA AUMA NORMA NORMA AUMA AUMA NORMA AUMA 10

10 KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa A i B wg normy EN :2013(E) Napędy przeznaczone do pracy dwustanowej (ON/OFF) klasa A i impulsowej (INCHING) klasa B. C-MATIC SEVEN AM+SA 11

11 KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa C wg normy EN :2013(E) Napędy REGULACYJNE do 1800 cykli/h I-MATIC SVC SGC SEVEN AC + SA 12

12 KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa D wg normy EN :2013(E) Napędy REGULACYJNE PRZEZNACZONE DO CZĘSTEJ PRACY z częstotliwością przełączeń do 3600 cykli/h Regulacja ciągła, załączenie co 1 sek. SEVEN HiMOD 13

13 OGRANICZENIA MOMENTU OBROTOWEGO PODCZAS PRACY W REGULACJI W ODNIESIENIU DO MAKSYMALNEGO MOMENTU OBROTOWEGO Dane techniczne przekładni ślimakowych GS.3 w wersji REGULACYJNEJ W przypadku regulacji poruszamy się do 35% wartości maksymalnego momentu obrotowego Dane techniczne przekładni niepełnoobrotowej do trybu regulacyjnego i krótszego czasu pracy Armatura Maks. moment obrotowy armatury do [Nm] Porównanie maksymalnych momentów obrotowych przekładni z momentami regulacyjnymi Armatura Moment regulacyjny do [Nm] Przekładnia Mom. Max GS50.3 Mom. Max. Mom. reg. Mom. reg GS63.3 Mom. Max. Mom. reg GS

14 OGRANICZENIA MOMENTU OBROTOWEGO PODCZAS PRACY W REGULACJI W ODNIESIENIU DO MAKSYMALNEGO MOMENTU OBROTOWEGO Dane techniczne napędów REGULACYJNYCH SAR 3x400V/50Hz W przypadku regulacji poruszamy się do 50% wartości maksymalnego momentu obrotowego Obroty wału napędzanego Porównanie maksymalnych Moment Zakres momentów obrotowych 1/min momentów obrotowych regulacyjny Typ min. maks. napędów z momentami maks. 50 Hz 60 Hz [Nm] [Nm] regulacyjnymi [Nm] Częstość załączeń Rozruchy maks. [1/h] SAR , , 90 75, Mmax Mreg SAR , , 90 75, Mmax Mreg SAR , , 90 75, Mmax Mreg 16

15 SYSTEMY KOMUNIKACJI W PRODUKTACH GRUPY AUMA Sposoby komunikacji z napędami GRUPY AUMA Regulacja w systemach komunikacji Sygnał analogowy 4 20mA HART - Highway Addressable Remote Transducer (Szerokopasmowy protokół inteligentnych przetworników pomiarowych) Sygnał WE (analogowy) HART Sygnał WY położenia HART 21

16 SYSTEMY KOMUNIKACJI W PRODUKTACH GRUPY AUMA Sposoby komunikacji z napędami GRUPY AUMA Regulacja w systemach komunikacji W sieciach rozproszonych Profibus DP; Modbus RTU; Modbus TPCIP; Fieldbus F Sygnał WE (cyfrowy) Sygnał WY (cyfrowy) 22

17 REGULACJA W URZĄDZENIACH AUMA Pozycjoner adaptacyjny Sygnał WE analogowy z systemu Regulator PID Sygnał WE analogowy z systemu Sygnał WY analogowy do systemu Sygnał WY analogowy do systemu Sygnał WE analogowy z czujnika 23

18 UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI O UJEMNYM SPRZĘŻENIU ZWROTNYM - REGULATOR PID W AC.2, SIPOS, DREHMO 24

19 CZYNNIKI ZWIEKSZAJĄCE DOKŁADNOŚĆ REGULACJI Dokładność regulacji zależy od różnych czynników: prędkość obrotowa dokładność regulacji czas pozycjonowania dokładność regulacji wybieg dokładność regulacji czas narastania dokładność regulacji czułość nastawy dokładność regulacji 25

20 SYSTEMY PRĘDKOŚCI W NAPĘDACH ARMATUR REGULACYJNYCH Dynamika ruchu ustawczego definiowana jako prędkość obrotowa w napędach armatury: Wybór właściwej prędkości obrotowej właściwej dla danego węzła NAPĘDY STAŁOPRĘDKOŚCIOWE Wybór nastawialnych prędkości na podstawie cech procesu wewnątrz obszaru regulacji - NAPĘDY ZMIENNOPRĘDKOŚCIOWE AC+SA I-MATIC SEVEN 27

21 PEWNOŚĆ DZIAŁANIA FUNKCJONALNA I PROCESOWA Wszystkie urządzenia węzła technologicznego muszą posiadać SIL aby zagwarantować bezpieczeństwo funkcjonalne i procesowe węzła. Sterownik PLC bezpieczeństwa Stopień SIL węzła jest determinowany jego najsłabszym ogniwem. Czujnik Napęd Armatura 28

22 ZWIĘKSZONA ZDOLNOŚĆ SIL Zwiększenie pewności działania. Podwyższyć pewność funkcjonalną możemy poprzez odpowiednie zabudowy urządzeń. [1] System redundantny dla bezpiecznego otwarcia [2] System redundantny dla bezpiecznego zamknięcia 29

23 PEWNOŚĆ DZIAŁANIA W URZĄDZENIACH GRUPY AUMA PN EN IEC 61508/61511 Poziom nienaruszalności bezpieczeństwa Pomiar dopuszczalnego PFD avg (Średnie prawdopodobieństwo wystąpienia awarii niebezpiecznej w trybie pracy na żądanie systemu ochronnego związanego z bezpieczeństwem) Urządzenie AUMA SIL do < 10-1 AM01.1/AM01.2 SIL do < 10-2 SA.2 / SQ.2 +AC.2 (Ex) GK, GST, GS, GF SIL do < 10-3 SA.2 / SQ.2 +AC.2 (Ex) SIL do < 10-4 nieosiągalne obecnie 30

24 GRUPA AUMA 31

25 AUMA POLSKA Centrala - Sosnowiec Zarząd Dział Handlowy Centrum Serwisowe Dział Ofert Magazyn 33

26 NASZE PRODUKTY Produkty grupy AUMA Napędy elektryczne Napędy elektryczne Napędy elektryczne Przekładnie Napędy elektryczne 34

27 AUMA W ŚWIETLE NORM I PRZEPISÓW PRAWA Zauważamy że podzespoły oraz produkty Grupy AUMA są określone i determinowane przez ponad 524 przepisów prawnych i norm EN, ISO, PN, DIN, EC, API, ANSI, przepisów budowy urządzeń, badań producenta. Ustalająca hierarchię wartości i funkcjonalności odnosząca się tylko napędów armatury jest norma DIN EN (PN) wyznaczająca wymagania stawiane napędom elektrycznym armatury, która klasyfikuje w 4 klasach napędy elektryczne armatury: A praca dwustanowa, B impulsowanie (Inching), C (regulacja) D (regulacja ciągła). Konkurencja w Polsce i Europie ignoruje trwałość procesową i funkcjonalną napędów omijając i ignorując stosowne do tego normy. 35

28 KONIEC 36