Intelligent Prozesse beherrschen

Dr.-Ing. Siegfried Müller, Ellen-Christine Reiff

Zurzeit sind bei Stellantrieben für Automatikarmaturen gleich mehrere Trends zu beobachten: Immer mehr Intelligenz der Funktionseinheit Antrieb/Armatur erschließt interessante Zusatzfunktionen, kundenspezifische Systemlösungen bieten perfekt auf die Anwendung abgestimmte Features bei optimiertem Preis-/Leistungsverhältnis und kompakte Baugrößen lassen sich auch an kleineren Armaturen problemlos montieren.

Dezentrale Anlagenstrukturen brauchen intelligente Feldgeräte. Diese Entwicklung macht auch vor Stellantrieben nicht halt. Die Regeleinheit bar-smartControl für pneumatische Stellantriebe ist eine modular aufgebaute Intelligenz, die in einer kompakten, direkt auf dem Antrieb montierbaren Box untergebracht ist. Der integrierte Mikroprozessor lässt sich anwendungsspezifisch programmieren. Für den Anwender ergeben sich dadurch gleich eine ganze Reihe an Vorteilen. Bei jeder Betätigung der Armatur wird die Drehmoment-reserve des Stellantriebs überprüft. Damit lassen sich Diagnoseinformationen generieren, die für vorbeugende Wartungsmaßnahmen bis hin zum Asset-Management genutzt werden können. Die intelligente Lösung bietet aber noch mehr Möglichkeiten. Sie vereinfacht und verkürzt bei der Inbetriebnahme den Einstellprozess, weil sich die Endlagenrückmeldung automatisch justiert. Zwischenpositionen für Dosieraufgaben oder Lageregelungen lassen sich einfach und kostengünstig realisieren; die Zwischenstellungen werden nach anwendungsspezifischen Algorithmen positioniert. Der Regelalgorithmus ist auf die Ventiltechnik abgestimmt und orientiert sich an der konkreten Aufgabenstellung. So genau wie nötig und so einfach wie möglich heißt dabei die Devise. Da die wenigsten Stellantriebe als Einzelkämpfer arbeiten, wurde auch an praxisgerechte Vernetzungsmöglichkeiten gedacht. Bar-smartControl ist in der Lage, über unterschiedliche Feldbussysteme mit der Prozessleittechnik zu kommunizieren. Die ersten Geräte werden Mitte 2005 verfügbar sein.

Schwenkantriebe sind in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt; die wenigsten Anwendungen lassen sich darum über einen Kamm scheren. Oft sind individuelle Lösungen gefragt, die Zusatzaufgaben im Umfeld der Armatur beinhalten. Mit den passenden Systemen und entsprechendem Know-how lassen sich auch in solchen Fällen kostengünstige Lösungen realisieren, die auf ausgereiften Standardkomponenten basieren. Für Anwender oft schwer handhabbar sind Spezialarmaturen mit aufblasbarer Dichtung. Für sie wurde ein Stellantriebssystem mit integrierter Klein-SPS entwickelt, das sich bereits im praktischen Einsatz bewährt hat. Gesteuert wird der zeitliche Ablauf beim Umschalten der Armatur und das Be- und Entlüften der Armaturendichtung. Gleichzeitig überwacht die Kleinsteuerung den Dichtungsdruck und zeigt den jeweiligen Betriebszustand an. Alle dazu notwendigen elektrischen Bauteile und die pneumatischen Steuerventile sind in einer kompakten Steuerbox untergebracht, die den erforderlichen Schutz bei rauen Umgebungsbedingungen bietet.

Arbeit und Kosten sparend ist auch eine Automatikarmatur mit Datenfunkverbindung, die für den Einsatz in weit verzweigten Anlagen zur Wasserversorgung entwickelt wurde. Die zur Ansteuerung und Positionsrückmeldung notwendigen Daten lassen sich mit Hilfe von Telemetrie-Modulen kilometerweit ohne Kabelverbindung übertragen. Die Installationskosten sinken dadurch beträchtlich. Die Funk- und Ansteuertechnik, die man vor Ort benötigt, ist in einer kompakten Box untergebracht, die direkt am Antrieb der Automatikarmatur montiert wird. In der Leitstelle sind die zur drahtlosen Kommunikation notwendigen Komponenten Bestandteil des Prozessleitsystems.

All-in-one-Ausführung statt optimierter Einzellösungen für jeden Einsatzzweck ist für viele Anwender die ideale Lösung bei Drehantrieben. Die Konstruktion dieser kompakten Doppelflügelantriebe ist ungewöhnlich und zukunftsweisend. Sie werden aus mechanisch und chemisch widerstandsfähigem Kunststoff gefertigt. So ist schon die Standardausführung korrosionsfest und lösemittelbeständig. Das Kons-truktionsprinzip in Verbindung mit dem Werkstoff erlaubt, viele bisher separate Funktionselemente unter einer glatten, leicht zu reinigenden Oberfläche zu integrieren. Der vergleichsweise leichte Antrieb enthält serienmäßig eine optische Schaltstellungsanzeige. Mit nur fünf Baugrößen deckt der bar actusign damit den Drehmomentbereich von 5 bis 600 Nm ab. Dank praktisch universeller Anflanschmöglichkeiten eignet er sich für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche.

Zur Automatisierung kleiner Kugelhähne, wie sie im Labor- und Technikumsbereich, der Analytik oder Pharmaindustrie eingesetzt werden, braucht man kleine, leichte Antriebe, damit die Proportionen gewahrt bleiben und die Leitungen nicht unverhältnismäßig belastet werden. Doppelkolben-Antriebe erfüllen mittlerweile diese Anforderungen. Passend dazu gibt es entsprechende Endlagenrückmelder, die sich direkt an den Antrieben anbauen lassen. Der bar-mini-Switch ist zurzeit der kleinste selbsteinstellende Endlagenrückmelder. Die elektrischen Anschlüsse sind steckbar, eine optische Stellungsanzeige lässt sich integrieren. Analog zur Miniaturisierung im Bereich pneumatischer Stellantriebe sind auch die Baugrößen bei den elektrischen Varianten geschrumpft. Hier haben sich steckbare elektrische Anschlüsse für die Stellungsrückmeldung durchgesetzt. Die Handnotbetätigung dient gleichzeitig als Stellungsanzeige.

smartControl

cav 427

Kleinsteuerung

cav 428

Doppelflügelantrieb

cav 429

Endlagenrückmelder

cav 430

Weitere Informationen zu Automatikarmaturen

Armaturen im VDMA

Interkama+ – Fachmesse für Prozessautomation