Der wachsende Elektrifizierungstrend ist auch in der Prozessindustrie spürbar. Immer häufiger werden energieeffizientere Alternativen zu Druckluftsystem nachgefragt. Doch, jedes Antriebsprinzip hat Vor- und Nachteile. Somit stellt sich nicht die generelle Frage nach dem „besten“ Antriebsprinzip, sondern die Frage, welches Antriebssystem für welche Anwendung am geeignetsten ist. Konsequenter Weise muss für jede Anwendung nicht nur das geeignete Ventilprinzip, sondern auch das optimale Antriebsprinzip ausgewählt werden – gemäß dem Motto „für jede Anwendung den richtigen Antrieb“. Durch jahrelange Erfahrung sowohl im Bereich der elektrischen, pneumatischen als auch manuellen Ventilantriebe, steht Gemü Anwendern als kompetenter Partner bei der Auswahl der Ventilantriebe zur Seite. Hauptbetrachtungsmerkmale zur Auswahl des idealen Antriebsprinzips sind häufig Kosten, Risiko, Performance und Verfügbarkeit.
Kosten einsparen
Das Schlagwort „Energieeffizienz“ ist inzwischen allgegenwärtig. Mit elektrischen Ventilen nach aktuellem Stand der Technik können wesentlich höhere Wirkungsgrade und somit eine bessere Energiebilanz erreicht werden als mit pneumatischen Systemen. Ein weiterer Kostenaspekt ergibt sich durch den Wegfall aufwendiger Installation und Wartung der Druckluftsysteme. Aus dem stetig steigenden Automatisierungsgrad resultiert immer häufiger eine Koexistenz von pneumatischen und elektrischen Netzen. Zur Ansteuerung, Regelung und Rückmeldung von pneumatischen Antrieben werden häufig elektrische Zusatzgeräte verwendet, die neben der Pneumatik für das Prozessventil auch elektrische Energie und Signalübertragung benötigen. Daher muss neben der Installation und Wartung eines Druckluftnetzes auch ein elektrisches Netz vorgehalten und gewartet werden. Die Reduzierung auf eine Energieform führt zu Kosteneinsparungen durch beispielsweise geringeren Installations- und Wartungsaufwand, bzw. weniger Spezialisten. Zudem wird die Anlagenverfügbarkeit erhöht, da potenzielle Fehlerquellen reduziert werden.
Risiko reduzieren
Kontaminationsrisiko durch Druckluft – ein in der Pharmazie und Biotechnologie heiß diskutiertes Thema. Kritische Prozessschritte erfordern sterile Druckluft. Nicht nur die Erzeugung steriler Druckluft ist aufwendig, auch die Sterilisierbarkeit des gesamten Systems muss hierbei betrachtet werden. Elektrische Ventile können das Kontaminationsrisiko eliminieren. Aber auch in industriellen Anwendungen kann durch die Verwendung elektrischer Ventile die Anlagenverfügbarkeit erhöht werden. Die Verantwortung für die Druckluftaufbereitung liegt oft beim Anlagenbetreiber. Dementsprechend unterschiedlich wird dieses Thema gehandhabt. Gelangt verschmutzte Druckluft in die Anlage, kann das zu (oft) irreparablen Fehlfunktionen von pneumatischen Komponenten wie Vorsteuerventilen und Stellungsreglern führen. Auch Schwankungen im Druckluftnetz, zum Beispiel durch zeitgleiches Schalten vieler Ventile, können zu Fehlfunktionen pneumatischer Komponenten führen.
Performance und Verfügbarkeit
Durch präzise Regelungen ohne Überschwingen und Unabhängigkeit vom Mediendruck sind elektromotorische Ventile prädestiniert für Regelanwendungen. Aber auch in extrem schnellen Anwendungen wie zum Beispiel in Abfüllprozessen kann durch Verwendung elektrischer Antriebe die Taktzahl weiter erhöht werden. In Verbindung mit einer extrem hohen Positioniergenauigkeit führt dies zu einer wesentlichen Steigerung der Produktivität. Umfangreiche Parametrier- und Diagnosemöglichkeiten, die Basis für eine zunehmende Digitalisierung sind, sind oft schon Bestandteil elektrischer Ventile. Eine wichtige Voraussetzung für Industrie-4.0-Anwendungen.
Sehr häufig ist es auch die reine Verfügbarkeit, die den entscheidenden Ausschlag gibt. In vielen Anwendungsbereichen ist aus den unterschiedlichsten Gründen einfach keine Druckluft verfügbar. Elektrizität ist dagegen nahezu allgegenwärtig. Ob in Kleinanlagen wie zum Beispiel bei Prüfständen, mobilen Anlagen, Anwendungen im Außenbereich oder auch bei dezentralen Anlagen mit vereinzelten oder weit verteilten Ventilen – elektrisch betätigte Ventile können nahezu überall eingesetzt werden. Gemü hat verschiedene elektrische Ventilantriebe im Portfolio. Der für die Anwendung jeweils passende Ventilantrieb wird durch die Prozessanforderungen vorgegeben.
Die richtige Ventilauswahl
Mit dem R629 Esylite steht ein Membranventil für einfache und kostensensitive Anwendungen zur Verfügung. Es stellt eine wirtschaftliche Alternative zu Magnetventilen aus Kunststoff bzw. zu elektromotorisch betätigten Kunststoffkugelhähnen dar.
Die Esystep -Ventile sind für Standard Auf-/Zu- und einfache Regelanwendungen konzipiert. Beim Ventilantrieb handelt es sich dabei um einen kompakten Spindelantrieb mit Schrittmotor. Über die Schnittstelle im Gehäusedeckel kann das Ventil mit zusätzlichem Zubehör wie beispielsweise diverse Stellungsrückmelder oder Weggeber um zusätzliche Funktionen erweitert werden. Esystep-Ventile gibt es in Geradsitz-, Schrägsitz- und Membranventilausführung aus Metall und Kunststoff, aber auch die Adaption auf M-Block Ventile ist möglich.
Für variable und komplexe Auf-/Zu- und Regelanwendungen in Verbindung mit hohen Anforderungen an Leistung und Lebensdauer stehen die Esydrive-Ventile zur Verfügung. Der Ventilantrieb basiert auf dem Hohlwellenprinzip. Sowohl die Ethernet-basierende Esy-Web-Schnittstelle in Verbindung mit einem integrierten Webserver als auch die Kommunikationsschnittstelle Modbus-TCP ermöglichen den Datenaustausch von Parametrier- und Diagnosedaten sowie eine Vernetzung mehrerer Geräte. Falls nötig, kann der Anwender zusätzlich noch viele integrierte Funktionen wie zum Beispiel Hubbegrenzungen und Geschwindigkeitseinstellungen nutzen. Der selbsthemmende Antrieb bietet eine hohe Reproduzierbarkeit der Positionierung und ist somit für Regelanwendungen geeignet.
Gemü GmbH & Co.KG, Ingelfingen
Autor: Martin Schifferdecker
Produktmanager Elektromotorische Antriebe,
Gemü
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