Elektryczne napędy armatury w ujęciu norm Systemy komunikacji w produktach GRUPY AUMA Bezpieczeństwo funkcjonalne - SIL OPRACOWAŁ: ZESPÓŁ AUMA POLSKA 29.06.2015 SOSNOWIEC
PODSTAWOWE REŻIMY PRACY WG POPRZEDNIEJ NORMY Podstawowe reżimy pracy w urządzeniach AUMA wg poprzedniej normy PN-EN 60034-1:2011 Napędy ON-OFF Napędy REGULACYJNE czas czas 3
PODEJŚCIE DO REŻIMÓW PRACY WG POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy maszyn elektrycznych wg normy PN-EN 60034-1:2011 4.2.1 S1 Praca ciągła 4.2.2 S2 Praca dorywcza S2-15min 4.2.3 S3 Praca przerywana S3-25% 4.2.4 S4 Praca okresowa przerywana z rozruchem S4-25%ED 4.2.5 S5 Praca okresowa przerywana z hamowaniem elektrycznym S5-25% 4.2.6 S6 Praca okresowa długotrwała z przerywanym obciążeniem S6-40% 4.2.7 S7 Praca okresowa długotrwała z hamowaniem elektrycznym S7-20% 4.2.8 S8 Praca okresowa długotrwała ze zmianami prędkości obrotowej S8-30% 4.2.9 S9 Praca z nieokresowymi zmianami obciążenia i prędkości obrotowej S9-30% 4.2.10 S10 Praca z określonymi obciążeniami stałymi S10-25% 4
URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN 60034-1:2011 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
URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN 60034-1:2011 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
URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU POPRZEDNIEJ NORMY Rodzaje pracy urządzeń AUMA wg normy PN-EN 60034-1:2011 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
NOWE PODEJŚCIE DO KLASYFIKACJI AKTUATORÓW / NAPĘDÓW ARMATURY / SIŁOWNIKÓW Klasyfikacja napędów wg rodzaju pracy wg normy EN 15714-2:2013(E) DIN EN 15714-2:2013-02 3.3 Klasyfikacja napędów wg rodzaju pracy 3.3.1 Uwagi ogólne Podstawowe wymagania projektowe dla poszczególnych klas napędów wg rodzaju pracy są podane w pkt. 4.1 i 4.7.2. 3.3.2 Klasa A: praca dwustanowa (ON/OFF) Napęd porusza zaworem na całej drodze ruchu od położenia całkowicie otwartego do całkowicie zamkniętego lub odwrotnie. 3.3.3 Klasa B: impulsowanie (INCHING) Napęd uruchamia zawór sporadycznie i umieszcza go w dowolnym położeniu (całkowite otwarcie, położenie pośrednie, całkowite zamknięcie). 3.3.4 Klasa C: regulacja Napęd często uruchamia zawór i umieszcza go w dowolnym położeniu pośrednim pomiędzy całkowitym otwarciem i całkowitym zamknięciem. 3.3.5 Klasa D: regulacja ciągła Napęd obsługuje zawór w sposób ciągły i umieszcza go w dowolnym położeniu pośrednim pomiędzy całkowitym otwarciem i całkowitym zamknięciem. 8
URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU NOWEJ NORMY Wymagania trwałości stawiane napędom wg normy EN 15714-2:2013(E) Napędy wieloobrotowe Ilość cykli wg normy EN 15714-2:2013(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 100 10 000 25 000 101 700 10 000 20 000 NORMA NORMA AUMA AUMA 701 2 500 5 000 10 000 NORMA AUMA 2 501 10 000 2 500 4 000 NORMA AUMA 9
URZĄDZENIA AUMA W UJĘCIU NOWEJ NORMY Wymagania trwałości stawiane napędom wg normy EN 15714-2:2013(E) Napędy wieloobrotowe Ilość cykli wg normy EN 15714-2:2013(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 100 1 800 000 7 500 000 NORMA AUMA 101 700 1 200 000 5 000 000 701 2 500 500 000 2 500 000 NORMA NORMA AUMA AUMA 2 501 10 000 250 000 2 500 000 NORMA AUMA 10
KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa A i B wg normy EN 15714-2:2013(E) Napędy przeznaczone do pracy dwustanowej (ON/OFF) klasa A i impulsowej (INCHING) klasa B. C-MATIC SEVEN AM+SA 11
KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa C wg normy EN 15714-2:2013(E) Napędy REGULACYJNE do 1800 cykli/h I-MATIC SVC SGC SEVEN AC + SA 12
KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ AUMA WG NOWEJ NORMY Klasa D wg normy EN 15714-2:2013(E) Napędy REGULACYJNE PRZEZNACZONE DO CZĘSTEJ PRACY z częstotliwością przełączeń do 3600 cykli/h Regulacja ciągła, załączenie co 1 sek. SEVEN HiMOD 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. 350 125 GS50.3 Mom. Max. Mom. reg. Mom. reg. 700 250 GS63.3 Mom. Max. Mom. reg. 1400 500 GS80.3 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 07.2 4 63 4,8 54 15 30 15 1500 63, 90 75, 108 1200 Mmax Mreg SAR 07.6 4 63 4,8 54 30 60 30 1500 63, 90 75, 108 1200 Mmax Mreg SAR 10.2 4 63 4,8 54 60 120 60 1500 63, 90 75, 108 1200 Mmax Mreg 16
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
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
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
UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI O UJEMNYM SPRZĘŻENIU ZWROTNYM - REGULATOR PID W AC.2, SIPOS, DREHMO 24
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
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
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
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
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 1 10-2 do < 10-1 AM01.1/AM01.2 SIL 2 10-3 do < 10-2 SA.2 / SQ.2 +AC.2 (Ex) GK, GST, GS, GF SIL 3 10-4 do < 10-3 SA.2 / SQ.2 +AC.2 (Ex) SIL 4 10-5 do < 10-4 nieosiągalne obecnie 30
GRUPA AUMA 31
AUMA POLSKA Centrala - Sosnowiec Zarząd Dział Handlowy Centrum Serwisowe Dział Ofert Magazyn 33
NASZE PRODUKTY Produkty grupy AUMA Napędy elektryczne Napędy elektryczne Napędy elektryczne Przekładnie Napędy elektryczne 34
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) 15714-2 2013 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
KONIEC 36