ARMATUREN & LEITUNGEN
Themenspecial
Alles geregelt bis in die Peripherie
Das stellt alle Komponenten vor besondere Herausforderungen, nicht nur in Bezug auf die verwendeten Materialien, sondern auch im Hinblick auf Funktionserfüllung, Lebensdauer, Servicefreundlichkeit, Handhabung und selbstverständlich auch Energieeffizienz. Wie solche Lösungen bis ins Detail beschaffen sein sollten, zeigt Automatisierungsspezialist SMC.
Um bei Anwendungen in der Prozessindustrie unter anderem Armaturen, Schieber oder Klappen automatisiert zu öffnen, zu schließen und zu positionieren, werden pneumatische Komponenten eingesetzt – darunter Antriebe, Luftaufbereitungskomponenten und Stellungsregler (englisch Positioner). Im Falle von chemischen Anlagen trägt gerade das effiziente Zusammenspiel dieser Komponenten dazu bei, den Durchfluss von unterschiedlichen Medien in Rohrleitungen zu regeln. Selbst große Armaturen werden so mithilfe von Druckluft sicher und einfach angesteuert.
Dabei gilt: Alle Lösungen müssen bis ins kleinste Detail dauerhaft reibungslos funktionieren, den höchsten Sicherheitsstandards entsprechen und ihre Tätigkeit möglichst energieeffizient verrichten. Moderne Komplettanbieter wie der Automatisierungsspezialist SMC legen ihren Schwerpunkt daher auf die Entwicklung hochwertiger Anlagenkomponenten für die gesamte Peripherie von Industriearmaturen – und bieten neben den genannten Bauteilen auch individuelle Zylinderlösungen mit Positioner (CYPO) an, die als All-in-One-Lösungen mit robusten Einzelkomponenten ausgestattet sind. Alle Lösungen verbindet dabei die Bereitstellung weltweit verfügbarer Services für den sicheren internationalen Einsatz sowie der Fokus auf ein gewichtsreduziertes, verbrauchsarmes und damit besonders energieeffizientes Design.
Spezielle Lösungen für besonderes Umfeld
Das Zusammenspiel in Sachen Valve Automation folgt stark vereinfacht einem klaren Muster: Pneumatische Antriebe betätigen die Armaturen, indem Druckluft in mechanische Bewegungen umgesetzt wird. Der Stellungsregler wiederum positioniert die Armatur durch eine Sollwertvorgabe, vergleicht den Istwert mit dem eingestellten Sollwert und regelt die Position bei Bedarf nach. So weit, so gut.
Im Stundentest nach JIS H 8502:1999 erfolgreich bewährt
Die AW-Serie X2709 konnte sich bei widrigen Umgebungsbedingungen unter anderem erfolgreich im 960 Stundentest nach JIS H 8502:1999 beweisen. Dabei wurde der Filter-Regler diversen Einzelbedingungen ausgesetzt – in Summe ein Zyklus mit einer Gesamtdauer von 8 Stunden, der 120-mal wiederholt wird – und hielt diesen mit Erfolg stand. Im Einzelnen: 2 Stunden Benetzung mit salzhaltigem Spritzwasser (bei einer Umgebungstemperatur von 35 Grad Celsius und einem Salzgehalt von 5 Prozent), 4 Stunden Trockenzeit (bei einer Umgebungstemperatur von 60 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20 bis 30 Prozent) sowie 2 Stunden Befeuchtung (bei einer Umgebungstemperatur von 50 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 Prozent oder mehr).
Einige der Erfolgsfaktoren: Alle außenliegenden Bestandteile der Serie AW-X2709 sind aus Metall gefertigt (wie bereits erwähnt unter anderem Edelstahl oder Aluminium). Darüber hinaus besitzt der Filter-Regler an der Entlüftungsbohrung eine speziell für widrige Bedingungen entwickelte „Rain-Cap“ zum Schutz vorm Eindringen von Regenwasser in den Federdom des Reglers. Zudem verfügt die Serie in allen Varianten über einen großen Handgriff aus rostfreiem Stahl zur einfachen und komfortablen Druckluftregelung selbst mit schweren Arbeitshandschuhen. So lassen sich Ausfallzeiten im Vergleich zu herkömmlichen – oder in Sachen Materialqualität und Robustheit minderwertigeren – Filter-Reglern reduzieren, da diese den Herausforderungen im Außenbereich der Prozessindustrie nicht gewachsen sind.
Weltweit sind bereits unzählige Filter-Regler-Einheiten von SMC erfolgreich in prozesstechnischen Anlagen im Einsatz. Durch die hohe Qualität aller Komponenten trägt SMC so dazu bei, letztlich die Produktionssicherheit in der Prozessindustrie zu erhöhen.
Dabei werden nicht zuletzt die Erfahrungen als zuverlässiger Anbieter in der Fabrik- auch auf die Prozessautomation übertragen. Weitere Ausführungen, die den dort geltenden Bedingungen angepasst sind – etwa Gehäuse aus rostfreiem Stahl sowie Hoch- und Tieftemperaturausführungen – runden dieses Portfolio ab.
Effizientes Lösungsspektrum für die weitere Peripherie
Um das Feld zu komplettieren, bietet SMC neben dem Filter-Regler der Serie AW-X2709 weitere Lösungen an, welche die Peripherie für Industriearmaturen und sonstige prozesstechnische Anlagen bereichern, darunter das Booster-Ventil IL100: Dieses Booster-Ventil – oder auch Volumenstromverstärker – lässt sich zwischen Stellungsregler und Pneumatikantrieb einbauen, um die Stellgeschwindigkeit des Antriebs zu erhöhen. Das Funktionsprinzip ist so einfach wie zuverlässig: Am Ventilausgang steht ein Druckluftstrom zur Verfügung, dessen Druck dem Signaldruck entspricht – jedoch einen höheren Volumenstrom aufweist. Das Druckluftsignal vom Stellungsregler tritt über den Signaldruckanschluss in die Eingangskammer ein und wirkt auf ein ausgeklügeltes Doppelmembransystem, das je nach anstehendem Signaldruck ein Sitzventil in der Arbeitsleitung öffnet.
Bei fallendem Signaldruck wird der am Ausgang anstehende Arbeitsdruck gegen den Signaldruck gewogen und gegebenenfalls über die sensibel reagierenden Membranen zur Atmosphäre hin abgelassen. Über ein in einer By-Pass-Leitung zwischen Ober- und Unterseite des Membransystems integriertes Nadelventil kann die Stabilität des Regelsystems justiert werden. Das Booster-Ventil der Serie IL100 ist unter anderem auch in Sonderausführungen für Temperaturbereiche von -30 bis +80 Grad Celsius, aus rostfreiem Stahl sowie für große Antriebe erhältlich.
Moderne Hochleistungsventile für alle Einsatzgebiete
Auch die weiteren Ventil-Lösungen sind auf Robustheit und Zuverlässigkeit getrimmt: Die Lock-Up Valves IL200/211/220 beispielsweise gewährleisten einen sicheren Zustand bei Druckluftabfall und werden verwendet, um die Armatur bei Störung der Druckluftversorgung in eine sichere Position zu bringen. Bei Unterschreiten des einstellbaren Minimumdruckes schaltet das Ventil in die sichere Position. Erhältlich sind sie als 2/2-Wegeventil für einfachwirkende Antriebe (Federrückstellung, Serie IL201), als 4/4-Wegeventil für doppeltwirkende Antriebe (Serie IL211) oder als 3/2-Wegeventil, um auf eine alternative Druckluftversorgung umzuschalten (Serie IL220).
Daneben werden aus Sicht der Anwender eine anwenderfreundliche Installation, Konfiguration, Inbetriebnahme und Handhabung immer wichtiger. Denn: Je einfacher und komfortabler sich eine Einheit oder Armatur bedienen lässt, desto mehr wertvolle Zeit, Kosten und weitere Ressourcen werden gespart. Unter Erfüllung der hohen Anforderungen werden bei SMC etwa Konstruktionen wie die Air Servo Cylinder IN-777 gefertigt, ausgelegt für den Einsatz in allen Industriezweigen.
Die Position des Zylinders wird hier durch ein elektrisches Signal mit 4-20 Milliampere vorgegeben. Das System punktet mit einfacher Kalibrierung (Endpositionen), kleinen Reaktionszeiten und hoher Präzision – bei einer Wiederholgenauigkeit von ±0.5 Millimeter. Als All-in-One Lösung wird die Wartung vereinfacht, zudem verfügt sie über eine eingebaute Selbstdiagnose und Notfall-Positionierung des Zylinders bei Luft- oder Stromausfall.
Verbunden mit der Konnektivität der Zukunft
Mit Blick auf die automatisierte Prozesstechnologie der Zukunft hat SMC seine Positioner mit vielen Kommunikationsoptionen ausgestattet – wie bereits erwähnt unter anderem für HART, Profibus PA und FOUNDATION Field Bus. Zudem verfügen sie über eine Diagnosefunktion, so können sie direkt erfassbare Größen wie Sollwert, Istwert, Regeldifferenz und Antriebsdruck kontinuierlich aufzeichnen und kritische Zustände sowie Anzeichen für Verschleißerscheinungen am Ventil melden.
So kommen so neben der Prozessindustrie in vielen weiteren Anwendungsfeldern zum Einsatz, etwa bei der Wasser-/Abwasseraufbereitung, in der Chemieindustrie, im Schiffbau, in Heizkraftwerken oder bei der Gewinnung von Rohstoffen.
Immer sauber bleiben beim Medientransport
Um Druckluft oder Wasser zu transportieren, wird in industrieweit auf Schläuche zurückgegriffen. Dabei treten häufig komplexe Verschlauchungen in engen Räumlichkeiten auf. Das setzt eine hohe Knickbeständigkeit voraus und zudem sollten Verwechslungen beim Anschluss verhindert werden. Je nach Anwendungsfall und Medium müssen Schläuche ebenfalls entsprechend druck- und temperaturbeständig sein, um eine hohe Haltbarkeit zu garantieren.
So sind etwa Schläuche aus Polyurethan (PU) wie die Serie TU-X214 von SMC sowohl FDA- als auch EU-konform, da Kontaminationen des Produktes durch Abrieb von Druckfarben auf den Schläuchen verhindert werden, indem die Schläuche erst gar nicht mit einem Aufdruck versehen sind. Daneben stehen die hochreinen und chemikalienbeständigen, 2-lagigen Schläuche der Serie TQ aus transparentem, hoch beständigem Weich-Fluoropolymer mit einer ebenfalls transparenten Außenschicht aus Spezial-Polyamid bereit. Mit Außendurchmesser von 4 bis 12 Millimeter sind sie geeignet für Medientemperaturen von -20 bis +100 Grad Celsius. Die extrem glatte Innenseite des Schlauchs verhindert ein Anhaften von Stoffen. Die Transparenz des Schlauchmaterials ermöglicht eine leichte Diagnose des Zustandes im Inneren der Leitung: Blasenbildung, Ablagerungen, Kondensation oder Trübungen werden leicht erkannt.
In Summe sollte insbesondere in der Prozessindustrie – ob im Bereich Chemie, Food oder Medizintechnik – viel Wert auf besonders hochwertige und damit beständige und langlebige Komponenten in allen Bereichen gelegt werden. Das zahlt sich auf lange Sicht nicht nur auf der Kostenseite aus, sondern letztlich vor allem in Sachen Produktqualität und Nachhaltigkeit.
Autoren
bzw. zuständige Ansprechpartner für die entsprechenden Bereiche
Jan Plößer
Sales Engineer Chemical Industry Key Account Management
SMC Deutschland GmbH
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