ELEKTRICKÉ POHONY A104/02

Transkript

1 ELEKTRICKÉ POHONY A104/02

2 PŘEHLED strana 4 Analýza strana 6 Prostředí strana 8 Typ provozu strana 9 Fail safe strana 10 Výběr řady strana 12 Mechanické a elektrické vlastnosti VÝBĚR OVLÁDÁNÍ strana 16 Možnosti strana 17 Srovnání strana 18 Integrované ovládání strana 20 Možnosti signalizace FIELDBUS strana 21 Komunikace v systému FIELDBUS 2

3 ELEKTRICKÝ POHON Elektrický pohon, původně navržený k ovládání armatur a žaluzií se dnes stává nástrojem technického zabezpečení a kontroly. Integrace ovládacích prvků přímo do pohonu umožňuje použití řídicího povelu přesně uzpůsobeného na různé funkce zařízení. Data jeho vnitřních senzorů jsou přenášena systémem FIELDBUS, uživatelé jsou tak informování o provozních podmínkách armatur a mohou měnit některé parametry na dálku. Uživatel může měnit provozní parametry místně, aniž by otevřel kryt. Typy přizpůsobitelné potřebám provozu Elektrické pohony musí být navrhovány podle typu ovládaného zařízení tak, aby vyhovovaly požadavkům prostředí, kde budou provozovány. Uživatel musí dobře znát a brát v úvahu podmínky jako např. stupeň vodotěsnosti, požadovanou ochranu v případě prostředí s nebezpečím výbuchu a také přítomnost některých korozi způsobujících látek. Požadavky mohou být různé: např. elektrické pohony pro jaderné elektrárny musí být odolné v případě zemětřesení nebo vysokých teplot. Klíčovým faktorem jsou provozní podmínky a samotný návrh závisí na takových požadavcích jako je typ provozu (on/off nebo regulační), počet operací (3 tisíce nebo 1 milion) nebo přesnost polohování (malá nebo velká). Podle klasifikačního systému firmy BERNARD může uživatel své potřeby snadno definovat. Uživatelům jsou také k dispozici elektrické pohony s bezpečnostní pružinou ( fail-safe systém). Volba ovládání záleží na procesu Uživatel si může zvolit, zda chce mít ovládací zařízení integrované na pohonu nebo dálkové ovládání instalované v ovládací skříňce. Každá řada pohonů BERNARD má k dispozici řadu ovládacích prvků. Integrované verze lze nastavit i pro regulační provoz a to pro lokální i dálkové ovládání. Inteligentní verze spojují výhody klasických integrovaných verzí s flexibilitou mikroprocesorů: údržba, automatické nastavování, atd. Komunikace přes systém FIELDBUS je možná u kterékoliv řady nebo typu ovládání Stále větší počet zařízení dnes využívá systém Fieldbus, který umožňuje přenos velkého množství dat, přičemž se značně snižují náklady na elektrickou instalaci. Pro kteréhokoliv typ pohonu a jeho ovládání je k dispozici několik sběrnicových rozhraní. Výběr elektrického pohonu má tedy zásadní vliv na spolehlivost průmyslového procesu, ale také na optimální uvedení do provozu a provoz po celou dobu jeho životnosti. Výrobky firmy L. BERNARD jsou navrženy tak, aby vyhovovaly daným požadavkům v co nejlepším poměru kvality k nákladům. Vyrábí se podle následujících norem jakosti: Výrobky Firmy BERNARD jsou stále vylepšovány. Při sestavování objednávky si ověřte přesnou specifikaci pohonu. 3

4 Analýza 4 otázky pro určení nejvhodnější řady 1. DRUH POHYBU OVLÁDANÉHO ZAŘÍZENÍ Typ zařízení Pohyb Klapky čtvrtotáčkový Kulové a kuželové kohouty čtvrtotáčkový Žaluziové větráky (regulátory tahu) čtvrtotáčkový Sedlové ventily víceotáčkový Hadicové a membránové ventily víceotáčkový/lineární Nožová šoupátka lineární/víceotáčkový 2. PROSTŘEDÍ Místo instalace Typ ochrany Normální prostředí vodotěsný Nebezpečné prostředí bezpečný proti výbuchu Jaderné aplikace jaderný Prostředí způsobující korozi speciální 4

5 3. TYP PROVOZU POHÁNĚNÉHO ZAŘÍZENÍ PRŮVODCE Analýza Typ provozu Funkce pohonu Otevření nebo zavření v krajních polohách, průměrně 20 až 30 krát za den On-Off Volba mezilehlých poloh s přesností (lepší než 2%) v průměru 360 krát za den Regulační třída III Volba mezilehlých poloh s přesností (lepší než 1%) trvale po 2 nebo 3 vteřinách Regulační třída II Rychlé polohování s nejvyšší přesností Regulační (0,5% nebo vyšší) a kontinuálním pohybem třída I 4. BEZPEČNOST Bezpečnostní požadavek V případě výpadku dodávky el. proudu zůstane armatura v poslední dosažené poloze, aniž by hrozilo nějaké nebezpečí Typ pohonu Provedení STAY PUT (pohon se zastaví a zůstane stát) V případě selhání řídicího signálu by měla armatura automaticky zaujmout bezpečnou polohu Pohon s automatickou havarijní funkcí V případě úplného výpadku el. proudu by měla armatura automaticky zaujmout bezpečnou polohu Provedení FAIL SAFE (se zpětnou pružinou) 5

6 Prostředí Pokud je pohon instalován: Doporučená ochrana pohonu Uvnitř budovy Vodotěsný krytí IP 65 nebo NEMA 4 Venkovní instalace pod přístřeškem Vodotěsný krytí IP 65 nebo NEMA 4 + Venkovní instalace Vodotěsný krytí IP 67 nebo NEMA 4 + epoxydový nátěr + polyuretanový povrch Nebezpečí dočasného ponoření (méně než 30 min. a méně než 1 m hluboko) Vodotěsný krytí IP 67 nebo NEMA 6 + speciální nátěr + Nebezpečí dočasného ponoření (při definované době a hloubce) Vodotěsný krytí IP 68 nebo NEMA 6P + speciální nátěr + Pobřežní instalace Vodotěsný krytí IP 66 nebo NEMA 4X + ochrana pro aplikaci na moři + Instalace na volném moři Vodotěsný krytí IP 66 nebo NEMA 4X + ochrana pro aplikaci na moři + = topný odpor proti kondenzaci V případě zvláštního nasazení: Nebezpečné prostředí Bezpečný proti výbuchu ATEX nebo NEMA Jaderná instalace Kvalifikace pohonu podle RCC-E a IEEE Korozi způsobující prostředí Speciální 6

7 Nebezpečné prostředí PRŮVODCE Prostředí EVROPSKÁ NORMA ATEX Evropská směrnice č. 94/9/EC, která platí od 30. června 2003 uvádí podmínky, které musí splňovat zařízení používané v prostředí s nebezpečím výbuchu. Zařazuje zařízení do skupin a kategorií: SKUPINA I Podzemní prostory dolů SKUPINA II Ostatní oblasti s výbušnou atmosférou KATEGORIE 1: KATEGORIE 2: KATEGORIE 3: Oblasti, kde je výbušná atmosféra přítomná nepřetržitě nebo často. Oblasti, ve kterých je výskyt výbušných látek pravděpodobný Oblasti, kde výskyt výbušných látek je buď nepravděpodobný, anebo je pravděpodobné, že pokud k němu dojde, nebude to výskyt častý a bude jen krátkodobý. G/ plyn nebo pára D/ prach Naše motory do výbušného prostředí jsou navrženy pro použití ve SKUPINĚ II, kategorii 2G. Každý typ musí mimo jiné projít typovou zkouškou CE, dle příslušných oddílů norem CELENEC EN 50014, a EEx (e) d II C T6 Zařízení s elektrickým zapojením s vysokým stupněm bezpečnosti e (těsně uzavřená skříň svorkovnice). Ostatní části elektrického zařízení mají krytí d do výbušného prostředí. Ochrana závěrem odolným proti plameni. Zapojení je provedeno uvnitř závěru. Závěr vydrží vnitřní explozi a zabrání přenesení výbuchu do okolní atmosféry Skupina I: Zařízení pro podzemní důlní práce Skupina II: Zařízení pro výbušná prostředí jiná než důlní A: butan, propan B: etylén C: vodík, acetylén Maximální povrchové teploty T1 = 450 C T2 = 300 C T3 = 200 C T4 = 135 C T5 = 100 C T6 = 85 C Pohon do výbušného prostředí EEx ed Pohon do výbušného prostředí EEx d nebo NEMA 7 nebo NEMA 9 SEVEROAMERICKÁ NORMA NEMA NEMA Třída Skupina Sekce T4 7 9 I. Hořlavé plyny a páry II. Hořlavý prach Skupina B: vodík Skupina C: éter, etylén Skupina D: butan, propan Skupina E: kovový prach Skupina F: uhelný prach Skupina G: mouka a jiný prach 1: normální podmínky 2: mimořádné podmínky Maximální povrchové teploty T1 = 842 F T2 = 572 F T3 = 392 F T4 = 275 F T5 = 212 F T6 = 185 F 7

8 Typ provozu Provozní požadavky určují charakteristiku pohonu. Regulační pohon musí být plně přizpůsoben zátěži dané regulačním cyklem. Technologie pohonu a cena pohonu tedy bude záviset na zátěži a četnosti spouštění. REGULAČNÍ TŘÍDA II Výrobní řada pohonů L.BERNARD nabízí uživateli výběr ze čtyř typů provozu. ON/OFF Pohon je určen pro provoz z jedné koncové polohy do druhé koncové polohy s případným zastavením v mezilehlých polohách. Motor je schopen 360 spuštění za hodinu při zatížení 30 % a teplotě okolí do 40 C. Počet spuštění se snižuje se vzrůstající teplotou. Pohon je schopen provést 15 až 20 operací za den REGULAČNÍ TŘÍDA III Pohon může dosáhnout mezilehlé polohy s vysokou přesností (vyšší než 1 %). Motor je schopen 1800 startů za hodinu při 100% zátěži Pohony II. třídy jsou navrženy k nepřetržitému pohybu každé 2 nebo 3 sekundy Technologie: Pohon s vysokou mechanickou účinností, speciálním regulačním motorem a relé ovládání CLASS I MODULATING Pohon je schopen zaujmout mezilehlou polohu s dostatečnou přesností (vyšší než 2 %) Motor je schopen 1200 startů za hodinu při 50% zátěži, to znamená každé 3 sekundy. Tato četnost startů umožňuje stabilizaci polohy, ale neumožňuje nepřetržitý pohyb. Pohony III. třídy jsou navrženy na průměrný počet 360 změn polohy za den Technologie: Pohony III. regulační třídy se vybírají z řady pohonů On/Off Pohon může dosáhnout mezilehlé polohy s nejvyšší přesností (0,5 % nebo vyšší) Pohon je schopen velmi rychle pohybovat armaturou po celé délce zdvihu Pohony I. třídy jsou navrženy k nepřetržitému pohybu Technologie: Pohon s vysokou mechanickou účinností, bezkontaktní elektromotor s vysokou rychlostí regulace 8

9 Fail safe Zařízení s bezpečnostní pružinou (fail safe) se používají k zajištění bezpečnosti v případě, že dojde k přerušení dodávky energie z externího zdroje. OBLASTI APLIKACE U všech aplikací, kde výpadek dodávky elektrického proudu vyžaduje automatické přestavení poháněného zařízení do bezpečné polohy. U všech aplikací, kde musí být vzhledem k povaze nebezpečí kdykoliv možné uvést armaturu do bezpečné polohy, a to i při výpadku dodávky elektrického proudu. Např.: Skladování a rozvod plynu a nebezpečných kapalin, u systémů požární ochrany, chemických instalací, klimatizace a ventilace nebezpečných prostor (ochrana životního prostředí) DŮLEŽITÉ FUNKCE POHON SE ZPĚTNOU PRUŽINOU Pohon je za normálních podmínek poháněn elektromotorem, který ovládá zároveň poháněné zařízení i tuhou spirálovou pružinu. Solenoid, který je nepřetržitě pod napětím, uvolní při přerušení dodávky napětí sestavu pohonu a pružiny. Při obnovení dodávky napětí se pohon automaticky přestavuje zpět do své polohy podle přijatých povelů. POHON S INTEGROVANOU BATERIÍ Ke standardnímu elektrickému stejnosměrnému pohonu je připojena integrovaná ovládací karta a baterie. Pohon pracuje za normálních podmínek s využitím externí dodávky energie, kterou se zároveň nabíjí baterie. V případě přerušení dodávky el. energie se pohon automaticky přestaví do bezpečné polohy pomocí integrované baterie. Jakmile se obnoví dodávka el. energie, Co je to FAIL SAFE? Aktivací havarijního signálu se okamžitě spouští otevírání nebo zavírání pomocí záložního zařízení, které nepotřebuje vnější zdroj energie. Signál může být aktivován při: mimořádné události (požár, záplava ) automatickém ovládání zásahem operátora přerušení dodávky energie 9

10 POHONY BEZ FAIL SAFE ČTVRTOTÁČKOVÝ DRUH POHYBU KROUTÍCÍ MOMENT VÍCE- LINEÁRNÍ < N.m. > N.m. OTÁČKOVÝ ON / OFF & REGULAČNÍ TŘÍDA III řady SD řady ST řady ST řady ST STANDARD REGULAČNÍ TŘÍDA II & I regulačních pohonů regulačních pohonů regulačních pohonů regulačních pohonů PROSTŘEDÍ BEZPEČNÝ PROTI VÝBUCHU PROVOZ ON / OFF & REGULAČNÍ TŘÍDA III REGULAČNÍ TŘÍDA II řady SD regulačních pohonů řady ST regulačních pohonů řady ST regulačních pohonů řady ST regulačních pohonů JADERNÁ APLIKACE pohonů pro jadernou aplikaci 10

11 POHONY S FAIL SAFE ČTVRTOTÁČKOVÝ DRUH POHYBU LINEÁRNÍ řady FQ řady FL ON / OFF STANDARD REGULAČNÍ TŘÍDA III regulačních pohonů regulačních pohonů PROSTŘEDÍ PROVOZ řady FQ řady FL ON / OFF BEZPEČNÝ PROTI VÝBUCHU REGULAČNÍ TŘÍDA III regulačních pohonů regulačních pohonů 11

12 Mechanické a elektrické vlastnosti ČTVRTOTÁČKOVÉ POHONY Čtvrtotáčkové elektrické pohony jsou často instalovány v uzavřených prostorech, proto musí být co nejkompaktnější. Ireversibilita pohonů je nutná, aby bylo zaručeno, že energie nebude permanentně dodávána i v případě, že zařízení je odstaveno, a že armatura zůstane v požadované poloze. Dále při provozu v prostředí se silnými vibracemi je důležité správné dimenzování převodových modulů z důvodu lepší odolnosti. A konečně, i když zastavení pohonu je zajištěno koncovými spínači, musí být pohon vybaven také mechanickými dorazy, aby byla poháněná armatura chráněna v případě ručního ovládání. Naše nabídka: kompaktní samosvorný šnekový převod velké převodové moduly nastavitelné mechanické dorazy VÍCEOTÁČKOVÉ POHONY Víceotáčkové elektrické pohony je možné instalovat přímo nebo s dodatečným převodem do pomala. Mnohé funkce, které tyto pohony nabízejí, si vyžadují řešení široké řady hodnot krouticích momentů a rychlostí. Musí být také zajištěna plná ireversibilita při jakékoliv rychlosti, aby armatura zůstala v požadované poloze. Z důvodu větší bezpečnosti uživatelů se doporučuje, aby se ruční kolo neotáčelo. U pohonů s vysokým krouticím momentem je také třeba dát prioritu systému elektrického ovládání bez spojky. Převody Naše nabídka: široká řada rychlostí a krouticích momentů jednoduchá obsluha samosvornost při všech rychlostech neotáčející se ruční kolo při elektrickém provozu V případě vysokých krouticích momentů náš systém SERMATIC kombinovaný s diferenciálním převodem na výstupním hřídeli umožňuje pohon motorem i ručním kolem bez jakéhokoliv spojkového systému, což je značné zlepšení a zjednodušení převodu. REGULAČNÍ POHONY Co se týče regulace, nejdůležitějším kritérium je přesnost a dlouhodobá použitelnost. Použití malých motorů značně snižuje setrvačnost. Dále pak převod do pomala, instalovaný přímo u výstupu motoru, přispívá k lepšímu ovládání pohonu. A konečně, aby se snížila vůle v mechanismu ručního kola na minimum, je systém ručního ovládání vylepšený upravením. Naše nabídka: přesnost u malých motorů poměr kvality a ceny dlouhodobá použitelnost díky našim planetovým převodům LINEÁRNÍ POHONY Přidáním převodního systému k víceotáčkovým pohonům získáme řadu lineárních pohonů BERNARD. 12

13 Elektrické motory PRŮVODCE Mechanické a elektrické vlastnosti Typ provozu určuje výběr motoru pro každou funkci. Směrnice IEC 34 ve svých doporučeních uvádí několik typů standardních cyklů zatížení pro určení podmínek použití elektrického motoru. Náš výběr: S4 Jediný cyklus zatížení, který odpovídá požadovanému typu provozu pohonu, je S4. Jeho parametry se optimalizují, aby vyhovovaly každé aplikaci. IEC 34 STANDARD S1 : S2 : S3 : S4 : Nepřetržité zatížení Nepřetržitý provoz se zatížením, které nedává motoru čas potřebný k dosažení tepelné rovnováhy. Krátkodobé zatížení Krátkodobý provoz s dokonalým vychladnutím mezi každým spuštěním. Přerušované periodické zatížení Rozběhový proud neovlivní zásadně zvýšení teploty. Je třeba specifikovat maximální dobu provozu. Přerušované zatížení s rozběhem Opakování cyklů sestávajících z: rozběhové doby D doby konstantní rychlosti N doby klidu R Dodržování jmenovitého zatížení v % a počtu rozběhů za hodinu PROVOZ CÍL TYP MOTORU TYP ZAŘÍZENÍ FREKVENCE SPOUŠTĚNÍ ON / OFF Operační čas Následná spuštění Asynchronní 3 fázový nebo jednofázový S4 30 % stejnosměrný proud AC: 360 startů/hod DC: 60 startů/hod REGULAČNÍ TŘÍDA III TŘÍDA II TŘÍDA I Operační čas Následná spuštění Vysoký počet spuštění Nízká setrvačnost Střídání rychlostí Nepřetržitý provoz Asynchronní 3 fázový nebo jednofázový S4 50 % startů/hod (stejnosměrný proud možný) Asynchronní 3 fázový (jednofázový možný) Bezkontaktní stejnosměrný proud se servopohonem S4 100 % S4 100 % startů/hod BEZ OMEZENÍ VŠEOBECNÁ TECHNICKÁ DATA MOTORY NA STŘÍDAVÝ PROUD KLECOVÉ VINUTÍ izolace TŘÍDY F vodotěsné pouzdro vestavěná tepelná ochrana VŠEOBECNÁ TECHNICKÁ DATA MOTORY NA STEJNOSMĚRNÝ PROUD KOMPAUNDNÍ VINUTÍ izolace TŘÍDY F vodotěsné pouzdro vestavěná tepelná ochrana 13

14 Mechanické a elektrické vlastnosti Ruční ovládání Vlastnosti havarijního ručního ovládání, jedné z klíčových funkcí pohonu, se mohou v závislosti na trhu a typu zařízení velmi lišit. Některé vlastnosti však mají prvořadou důležitost, hlavně: dobře přizpůsobený převodový poměr, aby se omezil počet otáček potřebných k ovládání armatury spolehlivé a bezpečné používání, aby nebyla ohrožena bezpečnost obsluhy dobrá přístupnost Pro většinu technických specifikací se u pohonů s elektrickou prioritou (u elektrických pohonů) požaduje také ruční ovládání. Je však třeba dodržet dvě následující zásady: musí být kdykoliv možné ovládat pohon pomocí ručního ovládání počet otáček ručního kola nesmí být příliš velký Příklad 1: Na obvodu s tlakovou párou se armatura zavírá pomocí momentového omezovače. Je-li krouticí moment vysoký, není použití zubové spojky dost bezpečné, protože síla na vypínací páku spojky, potřebná k přepnutí na ruční režim, je příliš vysoká. Příklad 2: Podle použité technologie se může počet otáček ručního kola lišit od 30 až po více než 500 otáček, potřebných k ovládání armatury DN 500 s krouticím momentem přibližně 250 Nm. V tomto případě může navrstvení převodů blokovat bezpečnostní funkci ručního ovládání. Neexistuje jedno jediné řešení pro všechny aplikace, ale využívají se různé možnosti techniky, upravené podle skutečných potřeb. SRÁVNĚ DIMENZOVANÉ PŘEVODY RUČNÍHO KOLA ČTVRTOTÁČKOVÉ MOTORY VÍCEOTÁČKOVÉ MOTORY BEZPEČNOST Typ Počet otáček Kroutící moment Poměr OA 9 až 21 < 60 Nm 1/1 AS < 800 Nm 8 až 11 < 300 Nm 1/2 AS > Nm 50 až 216 > 300 Nm 1/* BS 14 * podle kroutícího momentu UX 8 až 11 ČTVRTOTÁČKOVÝ Ruční kolo se otáčí při malých rychlostech. Pří vysokých krouticích momentech se při el. provozu ruční kolo neotáčí. VÍCEOTÁČKOVÝ Při el. provozu se ruční kolo neotáčí. Regulační třída II, I Při el. provozu se ruční kolo neotáčí, při ručním ovládání se motor automaticky vypíná. 14

15 Omezení dráhy PRŮVODCE Mechanické a elektrické vlastnosti Patentovaný systém nastavitelných vaček umožňuje: snadné nastavení bez použití speciálních nástrojů provoz bez vibrací přesnou proporcionální indikaci Vačkový blok o velkém průměru obsahuje čtyři vačky samostatně nastavitelné po celé délce dráhy. Prostým zatlačením na nastavovací štěrbinu se vačka uvolní a je možno ji nastavit do požadované polohy (300 poloh). Po uvolnění tlaku na nastavovací štěrbinu se vačka automaticky zajistí. Protože není nutné utahovat žádné šrouby, není systém citlivý na vibrace. U inteligentních verzí se vačkový blok nahrazuje absolutním senzorem s optickým absolutním kódovacím zařízením. Momentové omezovače Technické řešení momentových omezovačů firmy L. BERNARD nabízí: naprostou spolehlivost snadné nastavení vysokou přesnost Krouticí moment se vždy měří na nepohybujících se částech, čímž se snižuje nebezpečí opotřebení. V případě kinematických řetězců u převodů s planetovým soukolím se krouticí moment měří na vnější koruně šroubovými pružinami. V případě diferenčních řetězců je krouticí moment vyšší a měří se přímo na hřídeli pohonu na straně ručního ovládání. V prvním případě když se motor zastaví, přestane působit krouticí moment a mechanické součásti se uvolní. Pokud je třeba udržovat signál, je možno jako volitelnou alternativu využít elektrickou nebo mechanickou paměť. V řetězci ST je momentový omezovač vždy řízen mechanickou pamětí. Tato funkce je vždy součástí vestavěných elektronických systémů, jako je INTEGRAL+, POSIGAM+, MODUGAM+ a INTELLI+. U víceotáčkových pohonů řady ST je možno využít systém proporcionálního nastavení krouticího momentu, který je možno nastavovat místně nebo dálkově, podle druhu ovládání. 15

16 VÝBĚR OVLÁDÁNÍ Možnosti K dispozici jsou dva hlavní typy ovládání: Všechny povely po jednom vodiči (systém Fieldbus) Každý povel po samostatném vodiči Všechny řady pohonů L. BERNARD je možno použít pro oba tyto typy ovládání. Různá rozhraní systému FIELDBUS jsou uvedeny na konci tohoto průvodce. VERZE STANDARD Ovládací jednotka je vně pohonu. Přijímá informace od pohonu a přímo ovládá elektromotor OVLÁDÁNÍ ON/OFF Kontakty koncových spínačů a momentových omezovačů vysílají informace vnějšímu ovládacímu systému, který ovládá motor. PROPORCIONÁLNÍ Kromě kontaktů ukazuje polohu armatury vysílač polohy a umožňuje proporcionální ovládáni, které provádí uživatel. POVELY po jednotlivých vodičích po jednom vodiči (Fieldbus) nelze použít KLASICKÁ Ovládací jednotka a stykače jsou součástí pohonu. Provádí povely přijímané ON/OFF Informace z kontaktů přímo zpracovává integrovaná ovládací jednotka a vysílá je ven k signalizaci PROPORCIONÁLNÍ Vysílač polohy informuje přímo integrovaný pozicionér a umožňuje proporcionální ovládáni, které provádí pohon. DIGITÁLNÍ Ovládací jednotka je digitální a je součástí pohonu. Kromě standardních ovládacích a monitorovacích funkcí zajišťuje i mnohé funkce místního a dálkového nastavení, monitorování a technického zabezpečení. Snímače polohy a krouticího momentu jsou absolutní, digitální a proporcionální. Mnoho variant ovládání je možno naprogramovat mimo pohon (bez zásahu do pohonu). 16

17 Standardní a inteligentní ovládání PRŮVODCE VÝBĚR OVLÁDÁNÍ Možnosti DÁLKOVÉ OVLÁDÁNÍ MÍSTNÍ OVLÁDÁNÍ Standardní integrované Digitální integrované ovládání ovládání Povel impulsem Udržovaný signál Proporcionální signál verze s pozicionérem verze s pozicionérem ESD 2 povely, Pomocný signál blokace místního ovládání 9 možností Časovač volitelně Zajistitelné přepínače polohy Digitální textový displej Indikace napětí Časovač volitelně VNITŘNÍ OCHRANA SIGNALIZACE Pojistky Automatické fázové monitorování Tepelný spínač motoru Paměť momentového omezovače Množství dostupných informací Množství informací, 4 4 které mají být vybrány + 3 volitelné + 3 volitelné Relé pro monitorování poruch Počet zaznamenaných poruch 8 12 Dálková signalizace polohy volitelně volitelně NASTAVENÍ Způsob nastavení konfigurace mechanicky v pohonu bez zásahu do pohonu vnějšími přepínači Prostředky konfigurace spojky nebo přenosným počítačem nebo přes Fieldbus Nastavení kroutícího momentu mechanicky digitálně Typ nastavení na polohu na kroutící moment Zavádění kompletního nastavení na polohu na automat. kroutící moment přenosným počítačem nebo přes Fieldbus MONITOROVÁNÍ A ÚDRŽBA Monitorování vnitřních komponentů Monitorování výkonu Monitorování hodnot kroutícího momentu Přesnost křivek kroutícího momentu/ polohy Monitorování činnosti pohonu: Celková doba provozu Počet spuštění Ovládání ručním kolem Standard 17

18 VÝBĚR OVLÁDÁNÍ Integrované ovládání Standardní pohon s koncovými a momentovými spínači vyžaduje další elektrické vybavení. S tím jsou spojeny další náklady spojené s prostudováním problému, zavedením a nastavením tohoto příslušenství. KLASICKÉ INTEGROVANÉ OVLÁDÁNÍ Firma L. BERNARD nabízí řadu pohonů s integrovaným ovládáním, které umožňuje řízení z jednoduchého a standardizovaného příkazového rozhraní. Spuštění je snazší, jestliže jsou přítomná místní ovládací zařízení a k aktivaci dochází pouze připojením na napětí, čímž se ušetří čas. Funkce lze snadno nastavit na pohonu pro instalaci na místě s vynaložením nižších nákladů. Pro malé, jednofázové pohony Pro všechna napětí konfigurovatelné povely a signalizace DIGITÁLNÍ INTEGROVANÉ OVLÁDÁNÍ Konfigurace bez zásahu do pohonu + diagnostika a údržba Minigral+ Minigam+ Pomocí tohoto kompaktního elektronického panelu je možno ovládat jednofázové pohony s výkonem menším než 300 W. Společné funkce ovládání MINIGRAL+ a MINIGAM+: Společné funkce ovládání MINIGRAL+ a MINIGAM+: Zastavení pohonu prostřednictvím koncových a momentových spínačů (zamezení opakovaného spuštění) Signalizace poloh otevřeno a zavřeno Konfigurovatelný (programovatelný) směr otáčení Povel pro funkci ON/OFF: verze MINIGRAL+ Signalizace poloh otevřeno a zavřeno Výkon, povel a signalizace pomocí 1 vodiče Povel pro proporcionální funkci: verze MINIGAM+ Vstupní signál 4 20 ma, 0 20 ma, 0 10 V Dálková signalizace polohy 4 20 ma, 0 20 ma, 0 10 V Volitelné relé pro monitorování poruch Integral+ Posigam+ Modugam+ Toto ovládání nabízí velký výběr funkcí Společné funkce těchto tří verzí: Zastavení pohonu prostřednictvím koncových a momentových spínačů (zamezení opakovaného spuštění) Signalizace pomocí 4 nastavitelných (konfigurovatelných) relé Konfigurovatelné relé pro poruchy Automatické monitorování fází Konfigurovatelný směr otáčení Ovládání ON/OFF: verze INTEGRAL+ Ovládání Otevřeno/Zavřeno kontaktem nebo napětím Místní ovládání Havarijní ovládání a blokace místního ovládání 18

19 VÝBĚR OVLÁDÁNÍ Integrované ovládání Proporcionální ovládání: verze POSIGAM+ a MODUGAM+ Verze POSIGAM je určena pro instalaci na pohony regulační třídy III a verze MODUGAM se používá pro pohony regulační třídy II. Vstupní signál 4-20mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V Dálková signalizace polohy 4-20mA, 0-20mA, 0-10V Ovládání Otevřeno/Zavřeno kontaktem nebo napětím Nouzové ovládání a výběr proporcionálního ovládání nebo ON/FF Volitelné Signalizace pomocí 3 přídavných relé Měření setrvačnosti (pro zabránění prudkého nárůstu tlaku) Místní ovládání Světelná indikace místní signalizace Dálková signalizace polohy Proporcionální ovládání: verze PRECIGAM Verze PRECIGAM dodávaná s pohony L. BERNARD splňuje požadavky na extrémní provozní podmínky regulační třídy I. Jednotka PRECIGAM nainstalovaná na pohonu regulační třídy I umožňuje rychlé a přesné polohování. Pomocí této pokročilé technologie lze nyní ovládat zrychlení, rychlost a krouticí moment servoovládání bezkontaktního stejnosměrného motoru s magnety ze slitiny samaria a kobaltu. Výkonový modul využívá technologie šířkové modulace impulsů k dosažení optimálního výkonu. Intelli+ Ovládání INTELLI+ se používá pro diagnostickou a preventivní údržbu. INTELLI+ provádí monitorování pohonu a jeho výkonových hladin v reálném čase pomocí specifických senzorů a přesného procesního algoritmu. INTELLI+ nabízí uživatelům řadu funkcí, které jim pomohou při diagnostice a při programování údržby armatur. INTELLI+ také zaručuje uživatelům optimální dostupnost jejich průmyslových zařízení. Hlavní funkce Ovládání Otevřeno/Zavřeno kontaktem nebo napětím 2 konfigurovatelná pomocná ovládání (např. nouzové ovládání) Signalizace pomocí 4 konfigurovatelných relé Konfigurovatelné relé pro monitorování poruch Automatické monitorování fází Nastavení bez použití nástrojů a bez otevření krytu Dialog s uživatelem prostřednictvím několikajazyčných menu Místní světelná indikace a osvětlený display Monitorování polohy absolutním digitálním kódovacím zařízením Monitorování skutečného momentu přenášeného na armaturu digitálním kódovacím zařízením Zaznamenávání max. hodnot krouticího momentu pro každou provozní zónu Zvýšení operačního času (pro zabránění prudkého nárůstu tlaku) Autodiagnostika pohonu a zobrazení alarmů Záznam činnosti pohonu (počet spuštění, provozní doba, činnost za posledních 12 hodin) Komunikace s Laptopem pro zajištění diagnostiky, konfigurace a záznamů Volitelně: Signalizace pomocí 3 přídavných relé Dálková signalizace polohy a krouticího momentu Proporcionální ovládání s analogovým rozhraním: Vstupní signál 4 20 ma, 0 20 ma, 0 10 V Dálková signalizace polohy 4 20 ma, 0 20 ma, 0 10 V 19

20 VÝBĚR OVLÁDÁNÍ Možnosti signalizace KONTAKTY Model 210 pro pohony třídy II a I., 2 W, plastové těleso, téměř neomezené rozlišení, 1 kohm TAM: ELEKTRONICKÝ VYSÍLAČ POLOHY Standardní koncové spínače Jmenovité hodnoty pro stejnosměrný proud: Napětí Odporové zatížení Induktivní zatížení 24 V 16 V 5 A 48 V 2,5 A 1,2 A 127 V 0,8 A 0,35 A 230 V 0,6 A 2,2 A Jmenovité hodnoty pro střídavý proud: Napětí Odporové zatížení Induktivní zatížení do 250 V 16 V 2 A Volitelné kontakty: DPDT Induktivní Spínače plněné plynem (proti korozi) Vodotěsné Bezpečné proti výbuchu POTENCIOMETR Zobrazení polohy armatury Model 200 pro pohony ON/OFF nebo pohony třídy III, 1 W, 1kOhm, plastové těleso, (jiné hodnoty na zvláštní objednávku) Vysílač poloh TAM vysílá dálkově polohu ovládaného zařízení pomocí proudového signálu 4 20 ma nebo 0 20mA bez ohledu na délku vedení a s ochranou proti interferenci. TAM sestává z potenciometru 1 k, spojeného s elektronickým modulem. Technická data: napájecí napětí V=, (usměrněné filtrované nebo stabilizované) max. přípustné zatížení: 750 při 24V připojení dvěma vodiči: výstupní signál 4 20 ma připojení 3 nebo 4 vodiči: výstupní signál 4 20 ma nebo 0 20 ma linearita: 0,5 % povolený teplotní rozsah: -40 C až +70 C TIN: BEZKONTAKTNÍ VYSÍLAČ POLOHY Podobně jako TAM má i TIN výstupní signál 4 20 ma nebo 0 20 ma. Tento vysílač na principu indukce má výhodu, že na něj nemá vliv opotřebení. Technická data: napájecí napětí V= (usměrněné, filtrované nebo stabilizované) max. přípustné zatížení: 600 připojení dvěma vodiči: výstupní signál 4-20mA připojení 3 nebo 4 vodiči: signál 4 20 ma nebo 0 20 ma linearita: 0,5 % povolený teplotní rozsah: -10 C až +70 C 20

21 KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM FIELDBUS S řízením FIELDBUS je možné komunikovat s více pohony nebo měřicími čidly přes jedinou datovou sběrnicí. Každý pohon potřebuje vlastní napájení a datovou sběrnici. V případě FIELDBUS je každý pohon vybaven interface rozhraním. Datový signál je kódován a každému pohonu je přiřazena individuální adresa. Tímto způsobem může pohon poznat pro něho určený signál a přijatá data jsou pohonu přiřazena. U elektrických pohonů se vyskytují hlavně následující otevřené systémy: PROFIBUS MODBUS FIELDBUS FOUNDATION Otevřený systém vybavuje výrobce běžně svým BUS-Interface rozhraním. BUS Controller je spojován s rozšířením programového automatu. Výhodou tohoto FIELDBUS řízení je, že různé pohony jsou řízeny pouze jediným vedením a zvětšení množství přenášených dat je možné bez dodatečných nákladů. ŠIROKÁ PALETA SYSTÉMŮ FIELDBUS Existuje velký počet systémů FIELDBUS. Pohon však může být napojen pouze na specifický pro FIELDBUS vhodný Interface. Vedle specifických, na výrobce navázaných Interface, existují otevřené systémy, které jsou nabízeny od mnoha výrobců. BERNARD nabízí specifické řešení DUPLINE DS100/200. BERNARD přebírá tento systém od výrobce Carlo Gavazzi. Speciální, na výrobce navázaný systém obsahuje vždy pohon s BUS-Interface a také BUS-Controller na konci vedení, který obsahuje řídicí signály. Přenos dat k řídicímu automatu vyžaduje také sběrnicový systém. Běžně je využíván MODBUS. 21

22 Analýza PROFIBUS DP FIELDBUS Kompletní řada pohonů BERNARD může být vybavena systémem PROFIBUS DP. Pozor: Systém PROFIBUS DP se nesmí připojit na stejný obvod jako PROFIBUS FMS nebo PROFIBUS PA. Každý pohon je nabízen jako integrální verze, tj. dodáván kompletní i se stykači. Řízení se uskutečňuje pomocí elektroniky. Tato jednotka může být dodávána jako separátní jednotka. Mohou být nabízeny dvě verze BERNARD INTEGRAL: INTEGRAL + nebo INTELLI +, s rozhraním PROFIBUS DP32I/0 pro INTEGRAL + nebo PROFIBUS DP Přenos dat pro INTELLI +. PROFIBUS DP může řídit až 30 pohonů. Jejich počet může být zvýšen pomocí přídavných zesilovačů. Maximální dosah je 1,2 km, se zesilovači i větší. PROFIBUS DP je dodáván spolu s pohonem. Pohon může být napojen na každý PROFIBUS DP, i když jsou na něj napojeny další přístroje. Jedinou podmínkou je nepřekročit maximálně 30 pohonů. Každý pohon nebo měřicí čidlo se počítá jako připojení, které přenáší stejné množství dat. MODBUS RTU FIELDBUS Pohony BERNARD vybaveny řízením INTELLI + mohou být připojeny na MODBUS interface. Jedna MODBUS sběrnice může řídit až 30 pohonů. S přídavnými zesilovači výkonu může být zvýšen počet připojovaných pohonů. Pohon je vybaven jedním MODBUS interface, s kterým může být na RTU MODBUS připojen, i když i jiné přístroje jsou na něj napojeny. Jediné omezení je opět maximální počet 30 připojení. Každý pohon nebo měřicí místo počítá jako jedno připojení, nezávisle od přenášeného datového množství. MODBUS RTU FIELDBUS PRO POHON A DUPLINE FIELDBUS Pohony, které jsou přímo vybaveny pro MODBUS operace, mohou být sdruženy a předány MODBUS sběrnici jak bylo popsáno výše s DUPLINE MASTER modul nebo DS200 FIELDBUS, komunikace z řídicího automatu je prováděna v obou případech přes MODBUS. Automate Dupline Master Module Modbus RTU Dupline Modbus RTU 22

23 Analýza Tato konfigurace nabízí výhody vysoké efektivnosti nákladů pro pohony propojených na DUPLINE systém, zatímco další pohony připojené na MODBUS přenášejí všechna data užitečná pro monitorování zařízení a preventivní údržbu. DEVICENET FIELDBUS Pohony BERNARD jsou opatřeny panelem povelů INTELLI s rozhraním DEVICENET Interface. Sběrnice DEVICENET může řídit až 63 pohonů. Pohon je dodáván i s DEVICENET Interface. Pohon může být spojen s jakýmkoliv DEVICENET FIELDBUS, dokonce jestliže jsou připojeny i jiné jednotky. Jediný požadavek je, že nesmí být překročen maximální počet 64 připojovacích míst. Každý pohon nebo senzor se počítá jako připojovací bod bez ohledu na množství přenášených dat. DUPLINE FIELDBUS Kompletní stavební řada pohonů BERNARD může být vybavena DUPLINE FIELDBUS interface. Každý pohon je nabízen jako integrální verze, tj. je dodáván s rozhraním. Je řízen separátně dodávaným panelem. Mohou se využívat pohony BERNARD verze INTEGRAL + nebo INTELLI +, které jsou ve spojení s DS200 Interface pro DUPLINE systém. BUS CONTROLLER hlídající systém se instaluje na konci vedení. Komunikace probíhá přes MODBUS. Mohou být dodávány dva systémy. Verze s jedním vedením kontroluje 31 pohonů prostřednictvím DUPLINE MASTER-MODUL. Redundantní verze DS200 CONTROLLERS ošetřuje až 320 pohonů, tj. 20 pohonů na jedno vedení. Maximální délka vedení je 10km. Do 10 km délky vedení bez ztráty výkonu Do 20 pohonů na jednom vedení Čerpadlo Elektrický ventil Tlakový spínač Místní ovládání Do 16 připojení PC PLC programovatelný automat 23

24 JAPAN PECHINEY JAPAN Fl. Shinjuku Mitsui Bldg Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku yoshiro.shimizu@pechiney.com Tokyo KOREA (Rep. of) HUMAN INFRASTRUCTURE TECH rd Floor, SungWon Building Bangbae-Dong, Seocho-Gu bernard@humanitc.com SEOUL K VAŠIM SLUŽBÁM VE SVĚTĚ AUSTRALIA PEGLER BEACON Autralia Pty Ltd South Street Rydalmere NSW 2116 AUSTRALIA j.outram@peglerbeacon.com.au AUSTRIA IPU ING PAUL UNGER Hardtmuthgasse WIEN hammermuller@ipu.co.at BELGIUM BERNARD BENELUX SA Rue Saint-Denis, BRUXELLES christian.baert@bernard-benelux.com BRAZIL JCN Av. Mutinga, Pirituba CEP Sao Paulo SP jcn@jcn.com.br CHINA TADELLA LIMITED /0602 B701, Hong-an mansion, Chanoei Street, Dongcheng District, office@tadella.com BEIJING - CHINA CZECH REPUBLIC FLUIDTECHNIK BOHEMA s.r.o Olomoucka Brno brno@fluidbohemia.cz DENMARK ARMATEC A/S Mjolnersvej DK 2600 Glostrup jh@armatec.dk FINLAND OY SOFFCO AB Karapellontie FIN ESPOO info@soffco.fi GERMANY DEUFRA GmBH Kasinostrasse TROISDORF bernard@deufra.de GREECE PI&MS Pendelis Str. Pallini Athènes - Hellas yanpap@acci.gr HUNGARY APAGYI TRADEIMPEX KFT Budapest Stefania u. 63/c. apagyi@elender.hu INDIA INTRUMENTATION LTD / Kanjikode West / PALGHAT-KERALA mail@ilpgt.com ITALY PECHINEY ITALIA S.P.A Vial F. Restelli MILAN derman_vanni@pechiney.com MALAYSIA ACTUATION & CONTROLS ENGINEER /281 7, Jalan Bayu 2/5 - Taman Perindustrian /285 Tampoi Jaya JOHOR BAHRU tcmeng@pc.jaring.my MIDDLE-EAST BERNARD MIDDLE-EAST Villa n 5- P.O. box 34079, 39b Street Al Jaffiya Compound, Al Jaffiya bernact@emirates.net.ae DUBAI - U.A.E. THE NETHERLANDS BERNARD BENELUX NV Sophialaan AR UTRECHT bernard.benelux@12move.nl NORWAY FAGERBERG NORGE a.s Postboks HOYDEN MOSS post@fagerberg.no POLAND MARCO Ul. Ksiezycowa WARSZAWA matzanke@pol.pl PORTUGAL PINHOL, GOMES & GOMES,Lda Caminho dos Confeiteiros, 41-41A Carnaxide import.export@pinhol.com.pt SINGAPORE ACTUATION & CONTROLS ENG. (ASIA) BLOCK 2 BT Batok Street N Skytech acesin@singnet.com.sg Singapore SPAIN BERNARD SERVOMOTORES C/Valentin Beato, 11-1 D MADRID bernardservo@wanadoo.es SWEDEN G. FAGERBERG AB Postbox GOETEBORG christer.noren@fagerberg.se SWITZERLAND MATOKEM AG Binningerstrasse CH-4123 ALLSCHWIL info@matokem.com THAILAND BERNARD SOUTH-EAST ASIA Liaison office Thailand Bangkok 10110, THAILAND pinvidic@ksc7.th.com TURKEY CIMTEK A.S Genclik Caddesi No 9 Isiklar Binasi TANDOGAN cimtek@superonline.com ANKARA UNITED ARABS EMIRATES EMIRATES HOLDINGS P.O. Box ABU DHABI emhold@emirates.net.ae UNITED-KINGDOM ZOEDALE Plc Stannard Way Priory Business Park enquiries@zoedale.co.uk BEDFORD MK 44 3WG USA BERNARD CONTROLS Inc Park Row, Suite HOUSTON - TEXAS bernard.sales@bernardcontrols.com FLUIDTECHNIK BOHEMIA, s.r.o., Olomoucká 87, BRNO, tel.: , , fax: POLIČKA Družstevní 422, , tel.: , fax: NOVÉ MĚSTO NAD METUJÍ Vrchoviny 29, , tel./fax: , tel.: OSTRAVA Jugoslávská 61, , tel./fax: LOUNY Vladimírská 2457, , tel./fax: e mail: brno@fluidbohemia.cz