ELEKTRICKÉ SERVOPOHONY S JEDNOTKOU FAIL-SAFE k automatickému otvírání nebo zavírání armatury v nouzové situaci

Transkript

1 ELEKTRICKÉ SERVOPOHONY S JEDNOTKOU FAIL-SAFE k automatickému otvírání nebo zavírání armatury v nouzové situaci

2 Bezpečnostní požadavky na technologická zařízení se v posledních letech stále zvyšují. Zařízení nesmí být ani v nouzové situaci zdrojem nebezpečí pro člověka a okolní prostředí. Zde hrají důležitou roli servopohony, které v nouzové situaci armaturu otevřou nebo zavřou a zajistí, aby zařízení zůstalo v bezpečném stavu. AUMA nabízí jednotku Fail-Safe FQM jako inovativní a bezpečné řešení pohonu pomocí mechanické energie k automatickému ovládání armatur v nouzové situaci. Jednotka Fail-Safe FQM je vhodná pro bezpečnostní aplikace až do úrovně SIL 2/SIL 3 a je v podstatě bezúdržbová. Provedení s ochranou proti výbuchu je také k dispozici. MECHANICKÉ ŘEŠENÍ PRO MAXIMÁLNÍ BEZPEČNOST Jestliže je potřeba spolehlivým způsobem armaturu otevřít nebo zavřít, mechanická řešení pohonu zajistí maximální bezpečnost. U nové jednotky Fail-Safe FQM se krouticí moment potřebný v nouzové situaci vytváří čistě mechanicky pomocí svinuté pružiny. Elektrická energie není pro provoz Fail-Safe potřebná. KONSTANTNÍ KROUTICÍ MOMENT Pružinový motor se svinutou pružinou, který je předmětem přihlášky patentu, zajišťuje při provozu jednotky Fail-Safe rovnoměrně vysoký krouticí moment po celé dráze přestavení. Díky modulační převodovce je svinutá pružina při normálním provozu odpojená a nemusí se pohybovat. Pohon může být proto odpovídajícím způsobem dimenzován jako malý. VARIABILNÍ RYCHLOST PŘESTAVENÍ Rychlost přestavení pro provoz Fail-Safe lze nastavit. Pohon může navíc zajet armaturou do koncové polohy pomalejší rychlostí. Armaturu to chrání a zabraňuje tlakovým rázům v potrubí. ELEKTRICKÉ KYVNÉ SERVOPOHONY S JEDNOTKOU FAIL-SAFE FQM 2

3 JEDNODUCHÁ INTEGRACE Servopohony s jednotkou Fail-Safe FQM se do zařízení integrují stejným způsobem jako standardní servopohony firmy AUMA. Jednotka Fail-Safe FQM je standardně začleněna do modulárního konceptu produktů AUMA. Je kombinována s kyvnými pohony SQ AUMA. Zapojení do řídicího systému se provádí stejně jako u standardních zařízení pomocí integrovaného řízení servopohonů AC. Koncepce ovládání, rozhraní a komunikace zůstávají jednotné pro všechny armatury v zařízení. JEDNODUCHÉ DODATEČNÉ VYBAVENÍ Díky stejným rozhraním je možné stávající zařízení vybavit dodatečně jednotkou Fail-Safe, například v případě zvýšení požadavků na bezpečnost určité aplikace. NEJRŮZNĚJŠÍ MOŽNOSTI POUŽITÍ Servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM jsou vhodné k automatizaci klapek a kohoutů s úhlem otočení až do 90. Jsou ideální volbou všude tam, kde je nutné v nouzové situaci kyvné armatury bezpečně otevřít nebo zavřít. Použití v průmyslu Pohony Fail-Safe se využívají ve všech odvětvích a oblastech použití. Ve vysokých zásobnících vody například zamezují chodu naprázdno v případě prasknutí potrubí. V chladicích systémech zamezují při výpadku normálního chladicího systému přehřátí například pecí. Aplikace v parních kotlích elektráren a v protipožárních opatřeních silničních a železničních tunelů jsou další typické příklady použití. Použití v ropném průmyslu a v plynárenství V ropném a plynárenském průmyslu jsou požadavky, nejen z důvodu nebezpečí výbuchu, obzvláště vysoké. Provedení jednotky Fail-Safe s ochranou proti výbuchu zajišťuje požadovanou bezpečnost. Ochrana proti přeplnění v úložištích nádrží, ochrana proti výtoku z nádrží a potrubí nebo použití v regulačních stanicích plynu je pouze několik příkladů z nejrůznějších možností použití v ropném a plynárenském průmyslu

4 POPIS FUNKCE Jednotka Fail-Safe FQM Kyvné servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe zajišťují, že v případě výpadku napětí nebo v případě nouzového signálu zajede armatura do bezpečnostní polohy. Přitom lze zvolit, zda armatura zajede do polohy OTEVŘENO nebo ZAVŘENO. Normální provoz V normálním provozu jsou všechny funkce servopohonu AUMA jako obvykle k dispozici. Krouticí moment se přenáší přímo ze servopohonu jednotkou Fail-Safe na armaturu. Provoz Fail-Safe Provoz Fail-Safe je zcela nezávislý na elektrické energii a provádí se výhradně mechanicky pomocí energie nahromaděné ve svinuté pružině. Provoz Fail-Safe se aktivuje buď při výpadku napětí, nebo v případě přijetí nouzového signálu. Aktivace je nezávislá na řízení servopohonu AC. Svinutá pružina se při provozu Fail-Safe uvolní a přes planetový převod přenese vzniklý krouticí moment na armaturu. Pružina dodává během celého provozu Fail-Safe téměř konstantní krouticí moment. FQM 1 1 Pružinový motor se svinutou pružinou Jádrem jednotky Fail-Safe je mechanický pružinový motor se svinutou pružinou, který v nouzové situaci poskytne potřebný krouticí moment pro otevření nebo zavření armatury. Přivedením elektrického napětí do servopohonu a příslušným signálem uvolnění z řídicího systému se jednotka Fail-Safe inicializuje a svinutá pružina se napne pomocí integrovaného elektromotoru. Napnutí proběhne tak, že se pružina navine na bubínek. V případě provozu jednotky Fail-Safe působí integrovaný elektromotor navíc jako brzda a pružinu zpomaluje. Umožňuje nastavení různých rychlostí přestavení během provozu Fail-Safe. 4 2 Elektromagnet s klikovým mechanismem Elektromagnet drží pružinu pomocí klikového mechanismu v napnuté poloze. Dojde-li k výpadku napětí nebo k přijetí nouzového signálu, elektromagnet pružinu uvolní a spustí provoz Fail-Safe. 4

5 AC Elektrický kyvný servopohon Jednotka Fail-Safe FQM se používá v kombinaci s kyvnými pohony AUMA SQ. Elektrický servopohon lze tedy individuálně a optimálně přizpůsobit podle požadavků použití. Možné jsou kombinace s následujícími provedeními: > > Kyvné pohony SQ pro řídící režim > > Kyvné pohony SQR pro běžný režim > > Kyvné pohony SQEx a SQREx pro oblasti s nebezpečím výbuchu SQ Integrované řízení servopohonu AC Integrované řízení AC přebírá komunikaci mezi řídicím systémem a pohonem. Lze jej dodat s různými rozhraními k řídicímu systému jak pro paralelní přenos signálu, tak pro komunikaci přes průmyslovou sběrnici. Podporovány jsou například Profibus DP, Modbus RTU, DeviceNet, Foundation Fieldbus a HART a Wireless HART. Inteligentní diagnostické funkce umožňují preventivní údržbu a integraci pohonů do systémů pro správu provozních zdrojů. Prostřednictvím integrovaného panelu místního ovládání může být pohon ovládán přímo na místě Planetová převodovka Planetová převodovka působí jako modulační převodovka. Při normálním provozu přenáší pohyb hnacího hřídele přímo do kyvného pohybu armatury. Svinutá pružina je v normálním provozu odpojená, pohon ji tedy nemusí pohánět. Při provozu Fail-Safe planetový převod přenáší energii nahromaděnou v pružině na armaturu. Servopohon přitom stojí. 4 Koncové dorazy s integrovanými koncovými spínači Integrované koncové dorazy vymezují kyvný úhel armatury. Koncové spínače se při nastavení koncových poloh OTEVŘENO a ZAVŘENO také automaticky nastavují a není nutné je zvlášť seřizovat. 5 Připojení na armaturu Připojení na armaturu se provádí dle EN ISO Krouticí moment se přenáší z výstupního hřídele přes spojku s jemným drážkováním na armaturu. Spojku lze objednat buď bez díry, s vnitřním čtyřhranem, vnitřní obdélníkovou dírou nebo dírou s drážkou. 5

6 Výhody konceptu AUMA Tradiční řešení s jednoduchou vratnou pružinou mají tu nevýhodu, že pružina na začátku dráhy přestavení dodává nejvyšší krouticí moment. Na konci dráhy se ale krouticí moment zeslabuje právě tehdy, když je nejvíc potřebný k jejímu bezpečnému zatlačení do sedla. Pružina musí být proto předimenzovaná, aby poskytovala potřebný krouticí moment až do konce dráhy přestavení. Ale u pružinového motoru AUMA se svinutou pružinou, který je předmětem přihlášky patentu, svinutá pružina zajišťuje téměř konstantní krouticí moment. A to po celou dráhu přestavení. Pružinový motor se svinutou pružinou lze proto vyrobit výrazně menší než s tradiční vratnou pružinou. Další výhoda: Díky modulační převodovce se nemusí pružina v normálním provozu pohybovat společně s ostatními součástkami. Důsledkem je, že lze použít menší pohon. Navíc se předchází předčasnému opotřebení pružiny a zamezí se zatížení armatury z důvodu překročení krouticího momentu. T Krouticí moment OTEVŘENO (0 ) ZAVŘENO (90 ) Doba Kroutící moment běžná pružina požadovaný kroutící moment armatura Kroutící moment AUMA svinovací pružina

7 PODMÍNKY POUŽITÍ Servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM jsou dimenzovány na maximální spolehlivost a dlouhou životnost a splňují své funkce také v extrémních okolních podmínkách. KRYTÍ IP68 Jednotka Fail-Safe FQM se dodává stejně jako servopohony se zvýšeným krytím IP68 podle normy EN Přípustná výška zaplavení je 8 m vodního sloupce po dobu max. 96 hodin. OKOLNÍ PODMÍNKY Standardní provedení jednotky Fail-Safe FQM je vhodné pro teploty od 30 C do +70 C. Další informace o teplotních rozsazích obdržíte na vyžádání. OCHRANA PROTI KOROZI Systém ochrany proti korozi AUMA s dvouvrstvým práškovým lakováním je certifikován TÜV a poskytuje vysokou mechanickou a chemickou odolnost. Servopohony s Fail-Safe jednotkou FQM jsou vhodné pro okolní podmínky C5-I a C5-M podle EN ISO Splňují požadavky pro použití v oblastech s vysokým obsahem solí, s téměř stálou kondenzací a silným znečištěním. OCHRANA PROTI VÝBUCHU Servopohony a jednotka Fail-Safe FQM byly zkoušeny ve spolupráci s národními a mezinárodními certifikačními úřady. Zařízení mají celosvětová schválení pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu, mimo jiné ATEX (Evropa), IECEx (mezinárodní), FM (USA) a ROSTECHNADSOR/EAC (TR-CU) (Rusko). > > Ochrana proti výbuchu podle ATEX: ATEX II2G Ex d,e IIB T4 nebo T3 > > Ochrana proti výbuchu podle FM: Třída I, div. 1, skupiny C,D Třída II, div. 1, skupiny E,F,G Třída III OHNIVZDORNÉ PROVEDENÍ Aby bylo možné armaturu bezpečně otevřít nebo zavřít i v případě požáru, lze servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM dodat také v ohnivzdorném provedení. Zařízení s ohnivzdorným povlakem K-MASS TM si například zachovají svou funkčnost při teplotách do 1100 C po dobu 30 minut. Splňují tak požadavky podle UL SIL Požadavek na Fail-Safe se klade často v souvislosti s funkční bezpečností. Právě v takových případech, kdy je nutno zajistit, aby zařízení nebylo ani v nouzové situaci zdrojem nebezpečí pro člověka a okolní prostředí, se vyžadují komponenty s vysokou spolehlivostí a nízkou pravděpodobností poruch. Fail-Safe jednotka AUMA splňuje nejvyšší požadavky na funkční bezpečnost podle IEC Bližší informace obdržíte na vyžádání. TECHNICKÉ ÚDAJE Typ Připojení na armaturu Krouticí moment Kyvný úhel Doba přestavení Vhodný kyvný servopohon EN ISO 5211 [Nm] [s] FQM 05.1 F07 F SQ 05.2 FQM 07.1 F SQ 07.2 F10 plynule FQM 10.1 F nastavitelné SQ 10.2 F12 FQM 12.1 F12 F SQ 12.2 Elektrické napětí Třífázový proud: 380 V 690 V, 50 Hz/60 Hz Střídavý proud: 100 V 240 V, 50 Hz/60 Hz Řídicí napětí pro NOUZOVÝ vstup 24 V DC 7

8 AUMA Riester GmbH & Co. KG Aumastr Muellheim Germany Tel Fax info@auma.com AUMA - Servopohony spol. s r.o. Boleslavská Brandýs n.l.-st.boleslav Czech Republic Tel Fax auma-s@auma.cz Dceřiné společnosti AUMA a zastoupení jsou vám k dispozici ve více než 70 zemích. Podrobné kontaktní informace najdete na našich webových stránkách. Registrační číslo certifikátu / Změny vyhrazeny. Uvedené vlastnosti výrobků nenahrazují prohlášení o záruce. Y /013/cs/1.17