hb elektrotechnik d™cznik konfiguracji...9 automatyzacjawoczyszczalniach ścieków fermentor...

Podręcznik konfiguracji pneumatycznychsystemów sterowania instalacji wodnych

Od początku lat 90. firma Festopromuje stosowanie napędówpneumatycznych w coraz szer-szym zakresie do zaworówprocesowych w zastępstwiekosztownych siłowników elek-trycznych.

Celem tego podręcznika jestprzekazanie biurom projektówinformacji przydatnych podczasprojektowania instalacji uzdat-niania wody. W przeszłości jużna etapie projektu bazowegopojawiało się wiele pytań zwią-zanych z zagadnieniami tech-nicznymi.

Położono nacisk na technikiautomatyzacji w oparciuo napędy i systemy sterowaniapneumatycznego. Jak potwier-dziły wdrożone projekty,w szczegółowych rozwiązaniachsystemowych sprawdziło sięzastosowanie sieci Fieldbuswraz z innymi sieciami. Takakoncepcja automatyzacji opartao niezawodne napędy i sterowa-nie pneumatyczne daje znacznąobniżkę kosztów, co potwier-dzają liczne wdrożone projekty.

Przedmowa

2

Zagadnienia techniczne zostaływ niniejszym podręczniku szcze-gółowo udokumentowane,a funkcje przedstawiono w for-mie graficznej. Celem takiegorozwiązania jest transparentnywgląd w całość systemu.Przedstawione uwagi, związanez konfigurowaniem systemu,wynikają z doświadczenia zdo-bytego w wielu projektachwdrożonych we współpracyz projektantami i operatoramisystemów. Należy jednak pod-kreślić, że całkowitą odpowie-dzialność za ostateczny kształtprojektu ponosi projektant. DoPaństwa dyspozycji są specjali-ści firmy Festo, którzy mogąobjaśnić szczegóły technicznesystemu.

Uwaga dla użytkowników tegopodręcznikaWyłączną odpowiedzialność zaprojekt ponosi firma doradztwatechnicznego lub operator sys-temu. Specjaliści firmy Festobędą świadczyć pomoc na eta-pie projektowania, udostępnia-jąc informacje na temat pneu-matycznych i elektrycznych ele-mentów sterowania.

Referencje międzynarodowe

Oczyszczalnie ścieków

AustriaGrazTelfsWaidhofenChinyOczyszczalnia ścieków Xian nr 3CzechyKarlovy Vary – CarlsbadJirkov – ChomutovPribramRoznaJindrichuv HradecTrutnovDaniaKorsoer, HorsensFrancjaParis-GrésillonsNiemcyAugsburgBielefeld-HeepenBremenDarmstadtMünchenRegensburgStuttgart-MühlhausenWiesbadenWiesbaden-BiebrichGrecjaAteny, PsyttaliaWęgryBudapesztPecsTatabanyaIndonezjaPT. Bekaert, Karawang,West Java

NiemcyBerlin, FriedrichshagenBerlin, StolpeBerlin, TegelBerlin, TiefwerderDrezno, CoschützGranetalsperreKleine KinzigSösetalsperreWęgryTatabanyaHong KongNankengPanyu NashaShenzhen MeilinZhuhai GongbeiIndonezjaCilandak (Suez)Pejompongan (Suez)Tanah GrogotTirta Daroi, AcehWłochyBriosco, CAP GestioneKoreaSeosanMalezjaSemenyihPutrajayaBukit SebukorMeksykAcapulcoMexico-City TlahuacSanta CatarinaCozoleacaque

HolandiaNijmegenPolskaBiłgorajChełmCzęstochowaKlimzowiecNowa DębaRadochaSzwajcariaVal de RuzZurich, WerdhölzliSingapurOczyszczalnia w ChangiWodociąg Chua Chu Kang

Instalacje uzdatniania wody

BelgiaDiksmuideBrazyliaGurjaúChinyNeijangPekingSichuanXinjanXining nr 7XishanYuhanKolumbiaBogotáSan AndrésChorwacjaButonigaFrancjaChampagnole (Veolia)

3

PolskaBędzinDziećkowiceGoczałkowiceLublinMosinaNieszawaPoznańPrzemyślRypinStrumieńRosjaSt. PetersburgSerbiaBelgradNowy SadNisLazarevacSłowacjaDubravkaSzwajcariaSchaffhausen-WarthauTajwanChen Ching LakeInstalacja oczyszczania wodyw Kautang (największa na świe-cie oczyszczalnia z podwójnąmembraną)TajlandiaPathumtaniTurcjaIstambuł-Muradiye, ISKIWietnamStacja uzdatniania w Tan Hiep

4

Spis treści

Koncepcja automatyzacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6–7

Automatyzacja stacji uzdatniania wody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Automatyzacja w oczyszczalni ścieków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Arkusz planowania systemu sterowaniaelektropneumatycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10–13

Sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14–15

System wysp zaworowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16–17

Konfiguracja systemu sterowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18–19

Modułowa konstrukcja części pneumatycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20–22

Modułowa budowa części elektrycznej wyspy CPX . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Kod zamówieniowy CPX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Kod zamówieniowy MPA1/MPA2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Kod zamówieniowy VTSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Pneumatyka w szafce sterowniczej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Części elektryczne w szafce sterowniczej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Konfiguracja szafki sterowniczej z wyspą zaworową . . . . . . . . . . . . . . . 29

Szafka sterownicza gotowa do instalacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30–32

Używanie napędów pneumatycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34–37

Napędy do przepustnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38–41

Charakterystyki przepustnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42–46

Montaż napędów do przepustnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47–48

Osprzęt do napędów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49–50

5

Napędy regulacyjne do przepustnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Napędy do zaworów kulowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52–53

Budowa i działanie zaworów kulowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54–55

Napędy do zasuw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56–63

Napędy do zastawek i zamknięć śluzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Napędy regulacyjne do zasuw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65–67

Konfiguracja i działanie instalacji sprężonego powietrza . . . . . . . 68–71

Sieć sprężonego powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72–73

Obliczanie poboru powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74–77

Montaż, instalacja i wdrożenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78–81

Normy stosowane w praktyce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82–83

ISO 5211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84–86

DIN 3337 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

VDI/VDE 3845 NAMUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88–90

Pneumatyka i zabezpieczenie przed wybuchem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Obszary zagrożone wybuchem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92–93

Klasyfikacja grupy II urządzeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Dokumenty dostarczone z produktem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Tabliczki z informacją o klasie zabezpieczenia przedwybuchem i ich znaczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96–97

Produkty Festo zgodne z ATEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

6

Filtr 1 Filtr (n)

Wyspa zaworowa CPX/MPA w szafce sterowniczej Wyspa zaworowa CPX/MPA w szafce sterowniczej

Przepustnicez napędempneumatycznym

Przykład: stacja uzdatniania wody

>

Ethernet

Fieldbus

Sterowniki PLC

Komputery

Nowoczesne systemy automa-tyzacji są obecnie realizowanew systemach magistralowych.W zależności od zakresu, systemautomatyzacji może obejmowaćwizualizację i nadzór, poziomsterowania, jak i poziom obiek-towy. Możliwe jest też zastoso-wanie adresu intranetowego,który umożliwi komunikacjęmiędzy instalacjami. W komuni-kacji zastosowano transmisjęszeregową, tzn. magistralez szybką transmisją danych.Połączenie między PCS i sterow-nikiem PLC jest realizowaneza pomocą sieci Ethernet,a połączenie między sterowni-kiem PLC i urządzeniami zdal-

nymi za pomocą sieci Fieldbus.W razie konieczności podłącze-nia zaworów procesowych,pomp, dmuchaw lub przy-rządów pomiarowych do ste-rownika PLC można jepodłączyć do sieci Fieldbus.Wszystkie te urządzenia sąwyposażone w odpowiednieinterfejsy Fieldbus. Do komuni-kacji między sterownikiem PLCi wyspą zaworową Festo możnaużywać następujących protoko-łów: Profibus, DeviceNet,InterBus, ProfiNet, Modbus/TCP, Ethernet/IP, CANopen,CC-Link.

Koncepcja automatyzacji

>

7

Fermentor 1 Fermentor 2 (n)

Przeglądarka WWW

Wyspa zaworowa CPX/VTSA w szafce sterowniczej Wyspa zaworowa CPX/VTSA w szafce sterowniczej

Zasuwa z napędempneumatycznym –także w obszarzezagrożonym wybu-chem

Przykład: oczyszczalniaścieków

Intranet

Korzyści wynikające z zastoso-wania rozwiązań automatyzacji• Znaczne oszczędności

związane z instalacją• Większa przejrzystość na

poszczególnych poziomach• Spójna koncepcja z kilkoma

interfejsami• Szybsze wdrożenie i wykrywa-

nie błędów• Elementy sterujące połączone

w jedną wyspę zaworową• Możliwość rozbudowy sys-

temu za pomocą magistral

>

>>

>

8

Automatyzacja stacji uzdatniania wody

Filtr

Elementami instalacji do uzdat-niania wody o największym zna-czeniu są filtry. Służą one dooczyszczenia wody suroweji przetworzenia jej w wodępitną. Niezależnie od tego, czysą stosowane filtry zamknięte,otwarte, czy układy ultrafiltracji,cały proces jest zautomatyzo-wany. Przepustnice są wyposa-żone w napędy automatycznei są sterowne przez wyspęzaworową. Poziom napełnieniafiltra, różnica ciśnień i natężenieprzepływu są określone przez jejaktualny stan. W wyspie zawo-

rowej są też gromadzone warto-ści zmierzone. Jeśli zajdziekonieczność płukania filtraw przeciwprądzie, sterownik PLCodpowiednio wysteruje wyspęzaworową, a kolejność urucha-miania przepustnic będziezgodna z programem płukania.Po zakończeniu programu płu-kania filtra jest przywracanajego normalna praca. Wyspazaworowa jest konfigurowanazgodnie z liczbą zainstalowa-nych napędów pneumatycznych,wyłączników krańcowych i przy-rządów pomiarowych.

Wodasurowa

Odpowietrzenie

Zanieczyszczenia

Różnica ciśnień,poziom napeł-nienia

Woda oczyszczona

Filtrat początkowy

Spust

Powietrzeużywane dopłukania

Woda używanado płukania

�

��

Wyspa zaworowa CPX/MPA w szafce sterowniczej

Ethernet

Fieldbus

Sterowniki PLC

Komputery

>

>

9

Automatyzacja w oczyszczalniach ścieków

Fermentor

Procesy technologiczne, zacho-dzące w dużych oczyszczalniachścieków, gdzie pracują stacjepomp, fermentory lub systemyprzeróbki osadów, są tak zło-żone, że obecnie zawsze sązautomatyzowane. Stosowanienapędów pneumatycznych jestuzasadnione technicznie i eko-nomicznie zawsze tam, gdziezachodzi konieczność obsługidużej liczby zaworów. Elektro-zawory na wyspie zaworowejsterują otwieraniem lub zamy-kaniem zasuw przez napędy.Wyłączniki krańcowe w napę-dach informują o położeniuzaworu. Zawory mogą dziękitemu być uruchamiane bezkoli-zyjnie w instalacjach rurowych.

Niektóre grupy funkcji zaworusą logicznie połączone w jed-nej wyspie zaworowej. W tensposób operator dysponujejasnym i przejrzystym wglądemw grupy obsługujące poszcze-gólne funkcje, na przykładpracę zbiornika fermentora lubstacji pomp. Z uwagi na wpływwarunków zewnętrznych mon-taż wysp zaworowych w szaf-kach sterowniczych jest bardzopraktyczny, a także zapewniaochronę przed dostępem osóbniepowołanych.

Ścieki surowe

Osad końcowy/cyrkulacja osadu

Ogrze-wanieosadu

Pompaobiegowa

Opróżnianiezbiornika

Sprężarka

Do zbiornikagazu

Przelew awaryjny

Spust osadówpłynnych

Zanieczyszczeniapływającei odpływ osaduze ścieków

�

�

�

WEB Monitor

Wyspa zaworowa CPX/VTSA w szafce sterowniczej

Intranet

�

�

>

>>

>

10

Arkusz planowania systemu sterowaniaelektropneumatycznego

Podczas projektowania nowo-czesnych rozwiązań automaty-zacji, obejmujących napędypneumatyczne i magistrale,należy odpowiednio wcześniejwyjaśnić i uzgodnić różneaspekty projektu na różnychpoziomach. Pneumatyka umo-żliwia bardziej elastyczne stero-wanie zaworami dzięki zastoso-waniu drugiego źródła energii— sprężonego powietrza.Zastosowanie sprężonegopowietrza dodatkowo pozwalana wykorzystanie funkcji zwią-zanych z bezpieczeństwem.W instalacjach uzdatnianiawody, jak i oczyszczalniach ście-ków elementy sterujące skła-dają się z napędów pneuma-tycznych i wysp zaworowych.Zastosowanie pneumatykipozwala na zabezpieczeniezaworów procesowych w bez-piecznym położeniu w przy-padku zaniku zasilania energiąelektryczną.

Arkusz elementów systemu ste-rowania elektropneumatycz-nego obejmuje indywidualneaspekty różnych modułów funk-cyjnych, które trzeba wyjaśnićna etapie planowania. Jest onprzedstawiony wyłącznie w cha-rakterze wskazówki. Dodatkoweinformacje znajdują się w kolej-nych rozdziałach tego podręcz-nika.

Automatyczne zaworyprocesowe

Budowa zaworów procesowychi ich wielkości nominalnezostały określone na podstawieschematów poglądowych P&I.Od strony praktycznej projekto-wanie obejmuje definiowaniedziałania napędów i ich specy-ficznych wymagań.

Położenie wyjściowe zaworuprocesowego• „Zamknięty” lub „Otwarty”

Położenie bezpieczne zaworuprocesowego w przypadku awa-rii zasilania, w razie wymuszo-nego otwarcia, zamknięcia lubpodczas przerwy• Napęd jednostronnego działa-

nia do przepustnicy lubzaworu kulowego

• Zbiornik buforowy powietrzadla napędu przepustnicy

Wykrywanie położenia napęduza pomocą wyłączników krańco-wych w każdym przypadku• Wykrywanie stanu

„Otwarty/zamknięty”• Napięcie przełączania, stan-

dardowo 24 V prądu stałego

Ustawiane czasy otwarciai zamknięcia zaworu proceso-wego• Napęd z dwoma zaworami dła-

wiącymi na wylocie powietrza

Zawór procesowy do położeńpośrednich w pomiarze prze-pływu medium• Mocowanie ustawnika do

napędu

Zawór procesowy przystoso-wany do pracy w strefach ATEX• Definicja strefy ATEX

Wymagania specjalne związaneze środowiskiem• Obecność pyłu• Agresywne środowisko

zewnętrzne• Temperatura poniżej

0°C lub ponad 40°C

11

Wyspa zaworowa i sieć

Wyspa zaworowa składa sięz części pneumatycznej i elek-trycznej — terminala CPX.Konfiguracja wyspy zaworowejjest określona liczbą napędów,którymi steruje oraz liczbą sygna-łów elektrycznych wysyłanych doterminala CPX.

Definicja na podstawie schematuP+I — ile elektrozaworów trzebaumieścić na wyspie zaworowej• Liczba elektrozaworów• Liczba miejsc wolnych

Działanie elektrozaworów• Z jedną cewką• Z dwiema cewkami• W położeniu środkowym

zamknięty

Natężenie przepływu przez elek-trozawory zależy od• Wielkości napędu• Czasu przełączania zaworów

procesowych• Długości przewodów do

napędów

Wyłączniki krańcowe napędów• Liczba wejść cyfrowych

Elektryczna jednostka ręczna• Liczba wejść i wyjść cyfrowych

Napędy z nastawnikiem• Liczba wejść i wyjść analogo-

wych

Podłączenie przyrządów pomiaro-wych i napędów analogowych• Liczba dodatkowych wejść

i wyjść analogowych

Terminal CPX z wyspą zaworowąi własnym sterownikiem PLC• Wbudowany sterownik (CPX-

CEC) do pracy samodzielnej

Sieć kom-puterowa(Ethernet)

Fieldbus

Sterowniki PLC

KomputerySieci z siecią Fieldbus, sieciąEthernet i z odpowiednimi proto-kołami transmisji, zależnymi odsterowników PLC i komputerówsystemu nadrzędnego.

>

>

>

>

12

Arkusz planowania systemu sterowaniaelektropneumatycznego

Szafka sterownicza do wyspyzaworowej

Szafki sterownicze występująw wielu odmianach i konstruk-cjach. Z tego względu trzebaodpowiednio wcześniej opraco-wać odpowiednie specyfikacje.

Miejsce instalacji z ogrzewaniemlub bez• Wewnątrz• Na zewnątrz

Miejsce przepustu kabli i prze-wodów• Od dołu• Od góry• Z boku• Z tyłu

Zasilanie• 230 V prądu przemiennego

lub 24 V prądu stałego, zasila-nie awaryjne z zasilacza UPS

• Przekrój kabli zasilających

Wzmacniacz sygnałów elektrycz-nych ze strefy ATEX

Wyłącznik główny z bezpieczni-kami

Przełącznik trybu automatycz-nego/ręcznego

Przyłącza do przewodów• Wielkość nominalna 16 do

zasilania głównego• Wielkość nominalna 6, 8 lub

10 do napędu

Zasilanie sprężonym powietrzemprzez zespół przygotowaniapowietrza• Zawór zwrotny• Ręczny zawór załączający• Regulator ciśnienia z filtrem• Wyłącznik ciśnieniowy

Wyłączniksieciowy

Zespółprzygoto-waniapowietrza

24 V prądustałego 230 V

prąduprzemiennego

�

13

System sprężonego powietrzai przewody powietrzne

Poniższe zagadnienia niewyczerpują listy tematów, któretrzeba uzgodnić w celu zapew-nienia precyzyjnego i dokład-nego zaprojektowania instalacjiwytwarzania i dystrybucjisprężonego powietrza.

Obliczenie zapotrzebowania nasprężone powietrze• Zużycie standardowe w jed-

nym napędzie• Zużycie całkowite we wszyst-

kich napędach• Zużycie przez moduł w jedno-

stce czasu: godzina, dzień,tydzień

• Zaplanowanie zapotrzebowa-nia na powietrze zasysaneprzez sprężarki

Dobór sprężarek• jedno- lub dwustopniowa

Sprężarka tłokowa• Sprężarka bezolejowa lub ole-

jowa

Ustalenie wielkości zbiornikakoniecznego do przestawieniazaworów procesowych w poło-żenie bezpieczne• Liczba napędów, które trzeba

uruchomić w celu uzyskaniapołożenia bezpiecznego

• Ustalenie poziomu ciśnieniaw sieci sprężonego powietrza,aby określić możliwą do uzy-skania różnicę ciśnień

Określenie miejsca instalacjisprężarek, systemu przygotowa-nia sprężonego powietrzai zbiornika głównego• Odpowiednia wentylacja

pomieszczenia• Nawiew odpylonego powie-

trza do wlotu sprężarek• Temperatura pomieszczenia

w przedziale 10–30°C

Wymiary sieci sprężonegopowietrza• Sieć spięta pierścieniowo• Sieć liniowa z drugim zbiorni-

kiem• Montaż wyłączników ciśnie-

niowych i zaworów odcina-jących, zabezpieczającychsieć sprężonego powietrza

• Ustalenie średnicy kanałów

Ustalenie jakości sprężonegopowietrza zgodnie ze specyfika-cją urządzeń. Klasyfikacja podwzględem:• Cząstki stałe• Zawartość wody• Zawartość oleju

Przygotowanie sprężonegopowietrza za pomocą• Separatora kondensatu• Separatora oleju• Mikrofiltra• Osuszacza powietrza

Wymiary osuszacza powietrza• Zwrócić uwagę na ciśnienie

i zakres temperatur sprężo-nego powietrza, gdy napędypneumatyczne są używanena zewnątrz

• Pomiar zużycia/ serwis• Zegar czasu pracy• Monitorowanie zużycia

sprężonego powietrza

Sprężarka tłokowa 1Naczynieciśnieniowe

MikrofiltrWyłącznik ciśnieniowy

Separatorkondensatu

Zawór odcinający

Do sieci sprężonego powietrza

Osuszacz

Sprężarka tłokowa 2

�

14

Sieci

Podczas projektowania rozwią-zań automatyzacji można stoso-wać różne sieci transmisjidanych, w których będą praco-wać wyspy zaworowe z termina-lami CPX. Sieci te zapewniająkomunikację między wyspązaworową, systemem sterowa-nia i systemem sterowania pro-cesem. Protokołem wymianydanych między sterownikamii systemem sterowania proce-sem jest przemysłowa siećEthernet.

Inteligentne wyspy zaworowew sieci Fieldbus

Inny wariant terminala CPXzwiera własny sterownik PLC.Jest to tak zwany wbudowanysterownik CPX-CEC, stanowiącyuzupełnienie węzła sieciFieldbus. Wyspa zaworowa pra-cuje jak inteligentne urządzeniepodrzędne. Taka wyspa zawo-rowa może pracować niezale-żnie od reszty sieci oraz od ste-rowników PLC i komputerównadrzędnych. Sterownik CPX-CEC pilnuje połączeń logicznychwyspy zaworowej. Taki wariantzapewnia dużą dostępność sys-temu oraz umożliwia nieprze-rwaną pracę wydzielonychwęzłów instalacji w razie awariisieci. Sprawdza się w sterowni-kach filtrów lub nawet w sta-cjach pomp.

Integracja wyspy zaworowej

Systemy sieci Fieldbus sąużywane na poziomie obsługiurządzeń. W ten sposób termi-nal CPX wyspy zaworowej możebyć obsługiwany przy użyciupowszechnie stosowanych pro-tokołów:• Profibus• Interbus• DeviceNet• CANopen• CC-LinkW terminalu CPX jest zintegro-wany odpowiedni węzeł sieciFieldbus, a wyspa zaworowa dlasterownika PLC jest urządze-niem podrzędnym.


Fieldbus

Sterowniki PLC

CPX-CEC

Komputery

Sterowniki PLC

Komputery


>

>

>

> >

>

>

>

15

Inteligentne wyspy zaworowei sieć Ethernet

Terminal CPX jest bezpośredniopodłączony do przemysłowejsieci Ethernet przez wbudo-wany sterownik CPX-CEC.Wyspa zaworowa w takimwariancie pracuje jako samo-dzielny podsystem. W ten spo-sób komunikacja odbywa siębezpośrednio z komputeremlub z równorzędnym systememsterowania.

Sterownik CPX-CEC obsługujenastępujące protokoły trans-misji:• Ethernet/IP• Modbus/TCP• PROFINET• EtherCAT

Terminal CPX z wbudowanymserwerem Web Monitor

Konfiguracja sieciowa umożli-wia wyświetlanie informacjiserwisowych z terminala CPXw czasie rzeczywistym w zwy-kłej przeglądarce na odległymkomputerze. Jest to dobre roz-wiązanie, umożliwiające prowa-dzenie zdalnej diagnostyki.Web Monitor jest oprogramo-waniem przeznaczonym dlamodułów CPX.

Terminal CPX pracuje jakourządzenie slave sterowanebezpośrednio przez siećEthernet, a program sekwencyj-nej pracy wyspy zaworowej jestzapisany w sterowniku PLC.Obsługiwane są następująceprotokoły transmisji danych:• Ethernet/IP• PROFINET

Komputery


WEB Monitor

Sieć łączącasterowniki PLC

i komputery(Ethernet)

Węzeł magistraliEthernet

SterownikiPLC

Kompu-tery Intranet

CPX-CEC

>

>

> >

>

>

System wysp zaworowych

Wyspa zaworowa stanowipołączenie między elementamipneumatycznymi i elektrycz-nymi. Wyspa jest podzielonana sekcję pneumatyczną i elek-tryczną. Za komunikacjęw obrębie wyspy zaworowejodpowiada magistrala wew-nętrzna. Zasilanie 24 V prądustałego jest doprowadzone zezłącza centralnego.

Układ i działanie wyspyzaworowej

Komunikacja ze sterownikiemPLC przez sieć Fieldbus: Programsekwencji systemu jest zapisanyw sterowniku PLC. Poszczególnekroki tego programu są przesy-łane przez sieć Fieldbus. Polece-nia programu są realizowanew wyspie zaworowej.

Połączenie siecią Fieldbus lubzłączem wielostykowym

Połączenie można zrealizowaćjednym z dwóch sposobów.Szeregowa wymiana danych zesterownikiem PLC odbywa sięprzez sieć Fielbus. Przy zastoso-waniu złącza wielostykowegonastępuje równoległa wymianadanych. Takie rozwiązaniawymaga zastosowania modu-łów WE/WY w sterowniku PLC.Połączenie jest realizowane zapomocą kabla wielożyłowego.


Fieldbus

Sterowniki PLC

16

> >

Konstrukcja modułowai elastyczna konfiguracja

Pneumatyczne i elektryczne sek-cje wyspy zaworowej można ela-stycznie konfigurować i przysto-sować do współpracy z wielomamodułami. W sekcji elektrycznejmożna stosować analogowei cyfrowe moduły wejść i wyjść.

Duża różnorodność funkcjizaworu

W sekcji pneumatycznej możnazainstalować różne zawory.Zależnie od funkcji zaworówprocesowych można stosowaćnastępujące zawory:Zawory 3/2Zawory 5/2 z jedną cewkąZawory 5/2 z dwiema cewkamiZawory 5/3

Idealne dostosowanie dokoncepcji systemu

Modułowa konstrukcja wyspyzaworowej umożliwia idealnedostosowanie do koncepcji sys-temu. Do każdego zaworu proce-sowego z napędem pneumatycz-nym jest konfigurowany odpo-wiedni elektrozawór sterujący.Odpowiadające im wejściacyfrowe znajdują się w wyłączni-kach krańcowych w napędachpneumatycznych. Na przykładw razie konieczności sterowania10 zaworami procesowymi,wyspa zaworowa powinnazawierać 10 elektrozaworówi 20 wejść cyfrowych.

Wyspa zaworowa jakosterownik lokalny

Wyspa zaworowa funkcjonujejako punkt zbiorczy połączeńw systemie. Zapewnia onapołączenia w obrębie całegosystemu do zaworów proceso-wych, które są sterowane pneu-matycznie. Aktualny stan zawo-rów procesowych jest wskazy-wany na wyspie zaworowej zapomocą wskaźników LED.Możliwość pomocniczego ręcz-nego uruchamiania elektroza-worów jest szczególnie przy-datna w obsłudze ręcznej.

17

Konfiguracja systemu sterowania

Zawór procesowy z napędempneumatycznym, funkcjaotwierania i zamykania

Zawsze tam, gdzie są stosowanezasuwy, przepustnice lub innezawory procesowe, zwykle jestteż używana funkcja otwierania-zamykania. Napęd pneuma-tyczny działa tylko w dwóch kie-runkach, dlatego zawór proce-sowy można otwierać lub zamy-kać. Na wyspie zaworowej musiznajdować się elektrozawór, abymogła ona sterować napędem.Liczba elektrozaworów nawyspie zaworowej zależy odliczby sterowanych zaworówprocesowych. Wyłącznik krań-cowy na napędzie przekazuje dowyspy zaworowej sygnał, kiedynapęd osiągnie położenieskrajne. Z tego względu dlakażdego napędu lub zaworuprocesowego trzeba na wyspiezaworowej przygotować dwawejścia cyfrowe.


Fieldbus

Sterowniki PLC

18

>

>


Natężenie przepływuPoziom napełnieniaCiśnienie różnicowe

EP

>

Fieldbus

Zawór procesowy z napędempneumatycznym, funkcjaregulacji

Jeśli w instalacji zachodzipotrzeba regulacji przepływu,napęd pneumatyczny możeustawiać armaturę w pozycjachpośrednich .Do tego służą systemy pozycjo-nowania na które składają sięnastępujące elementy :

• Ustawniki elektropneuma-tyczne

• Układ pomiaru aktualnegopołożenia (potencjome-tryczny)

• Wyłącznik krańcowy dowykrywania położenia skraj-nego napędu

Do sterowania napędemz wyspy zaworowej jestpotrzebny sygnał prądowynastawy 4–20 mA. Sygnał teni sygnał wartości aktualnej sąporównywane w ustawniku.Jeżeli obie wartości są iden-tyczne, napęd jest utrzymy-wany w danym położeniu.W razie nastawienia nowejwartości, na przykład 12 mA,napęd będzie przestawiony donowego położenia.

UwagaW przypadku użycia zaworujako zaworu regulacyjnegotrzeba brać pod uwagę charak-terystykę kawitacji zaworu pro-cesowego. Zaleca się odpo-wiednie konsultacje na tentemat z producentem zaworu.

Sterowniki PLC

19

> >

20

Konstrukcja modułowa elementów pneumatycznych

MPA1/MPA2

Do podłączenia elementów pneu-matycznych używa się płyty przy-łączeniowej czteromiejscowej(MPA1) lub dwumiejscowej(MPA2). Można je dowolnie zdefi-niować. System pneumatycznymożna rozbudować nawet do32 pozycji zaworowych lub64 elektromagnesów elektroza-worów impulsowych.Natężenie przepływu w płycieMPA1: do 360 l/min.Natężenie przepływu w płycieMPA2: do 720 l/min.

VTSA

System pneumatyczny możnarozbudować nawet do 32 pozycjizaworowych lub 32 elektroma-gnesów. Do montażu podzespo-łów można użyć płyty podstawo-wej dwu- lub jednopozycyjnej.Płyty można dowolnie konfiguro-wać za pomocą konfiguratora.Natężenie przepływu dla 18 mm:do 550 l/min.Natężenie przepływu dla 26 mm:do 1100 l/min.Natężenie przepływu dla 42 mm:do 1500 l/min.

Elektrozawory

>

>

Elektrozawory

>

MPA1/MPA2

VTSA>

21

Działanie zaworu 5/2 z jednącewką

Zawór procesowy tego typu jestnormalnie zamknięty lub normal-nie otwarty. Cewka elektroma-gnesu nie jest zasilana. Funkcjazaworu procesowego jest odwra-cana po włączeniu stałego zasi-lania cewki elektromagnesu.Odpowiednio wcześniej trzebazdefiniować położenie bez-pieczne/położenie wyjściowe.

Działanie zaworu 5/2 z dwiemacewkami

Jedna cewka jest zasilana nakrótko, aby odwrócić działaniezaworu. Zawór procesowy zosta-nie przełączony i pozostaniew nowym położeniu zamkniętymlub otwartym.

Cewka elektromagnesubez zasilania

Zasuwa zamknięta Zasuwa otwarta

Cewka elektromagnesuz zasilaniem

Zasuwa zamknięta Zasuwa otwarta

51

3

4 2

51

3

4 2

51

3

4 2

51

3

4 2

22


Przepustnica zamknięta

Przepustnica w położeniuśrodkowym

Cewka elek-tromagnesubez zasilania


Przepustnica otwarta

Cewka elektromagnesuz zasilaniem Działanie zaworu 3/2

Zawór procesowy tego typujest normalnie zamknięty.W celu zmiany położenia napędutrzeba zasilić cewkę elektroma-gnesu. Powietrze sterujące prze-stawia dwa tłoki napędu, poko-nując opór sprężyny. Zawór pro-cesowy otwiera się, a sprężynyzamkną lub otworzą zawórw razie awarii zasilania.

Działanie zaworu: zawór 5/3z dwiema cewkami zamkniętyw położeniu pośrednim

Jedna cewka jest zasilana nastałe, aby odwrócić działaniezaworu. Jeśli żadna z cewek niejest zasilana, zawór pozostaniew położeniu środkowym i blo-kuje oba tłoki. Napęd nie zmie-nia położenia.

Konstrukcja modułowa elementów pneumatycznych

13

2

13

2

5

4

1 3

2

23

Konstrukcja modułowa elementów elektrycznych CPX

Optymalnie dopasowane dopotrzebnych funkcji. TerminalCPX jest interfejsem elektrycz-nym i komunikacyjnym wyspyzaworowej. Można połączyć zesobą szeregowo maksymalnie10 modułów. Zasilanie 24 Vprądu stałego powinno byćzabezpieczone zasilaczem awa-ryjnym UPS.

Moduły wejść/wyjść

Wejścia cyfrowemaks. 16 w module

np. do wyłączników krańco-wych w napędach

Wyjścia cyfrowemaks. 8 w module

np. do elektrycznych sterowa-nych elementów wykonaw-czych, takich jak silniki

Wejścia analogowemaks. 4 na moduł, 4–20 mA

np. do sygnałów z przyrządówpomiarowych

Wyjście analogowemaks. 2 na moduł, 4–20 mA

np. do sygnału nastawyz ustawnika

Węzeł sieci

Integracja sterowników PLC lubkomputerów różnych producen-tów odbywa się za pomocąwęzłów różnych sieci. TerminalCPX obsługuje następujące pro-tokoły w sieci Fieldbus:• Profibus• DeviceNet• InterBus• CANopen• CC-LinkSieci typu Ethernet:• Ethernet/IP• Modbus/TCP• PROFINET• EtherCATOdpowiednie pliki GSD różnychprotokołów można pobraćze strony internetowej:(www.festo.com/fieldbus).

Diagnostyka przez terminal CPX

Możliwe jest przeprowadzeniediagnostyki modułu lub kanału,na przykład:• Za niskie napięcie na

wyjściach i zaworach• Zwarcie na wejściach,

wyjściach i w zaworach• Sygnał przerwania do zawo-

rów• Błędy parametrów

Wbudowany sterownik(CPX-CEC)

Zintegrowany sterownik PLC dosamodzielnej pracy wyspy zawo-rowej. Wyspa zaworowa nieprzerywa pracy, nawet jeśli doj-dzie do przerwania komunikacjiw sieci Fieldbus lub Ethernet.Sterownik CPX-CEC umożliwiateż ustanowienie połączeniaprzez sieć Ethernet za pomocąprzeglądarki internetowej. Jeślijest konieczne sterowanieręczne modułem elektrycznym,można je zrealizować za pomocąprogramu w sterowniku CPX-CEC na poziomie WE/WY termi-nala CPX. W takiej sytuacji ter-minal staje się sterownikiemprogramowalnym. Panel opera-torski udostępnia wówczasdodatkowe funkcje obsługi.Połączenie ze sterownikiemCPX-CEC odbywa się za pomocąinterfejsu RS232.

Biblioteka makr CPX doprogramu ePLAN

Biblioteka znajduje się tam,gdzie są przechowywane makrapotrzebne do planowania pro-jektów elektrycznych. Takie roz-wiązanie zapewnia niezawod-ność, pozwala zachować stan-dardy i utworzyć dokumentację,umożliwia dostęp do wszystkichsymboli oraz grafik i danychpodstawowych.

Fieldbus

WEB Monitor

Węzły Fieldbus

Moduły WE/WY

CPX-CEC

>>

Sterowniki PLC>

>

>

>

Kod zamówieniowy CPX

Moduły CPX

Kod Opis50E Wyspa zaworowa, część elektryczna CPX — modułowy terminal elektryczny

Moduł elektryczny, pozycja 0 ... 9F06 Napęd elektryczny / wejścia i wyjścia Węzeł Fieldbus do protokołu InterbusF11 Pozycja 0 ... 9 Węzeł Fieldbus do protokołu DeviceNetF13 Węzeł Fieldbus do protokołu Profibus DPF14 Węzeł Fieldbus do protokołu CANopenF23 Węzeł Fieldbus do protokołu CC-LinkF32 Węzeł Fieldbus do sieci Ethernet/IPT06 Sterownik wbudowany CoDeSys — RS232T07 Sterownik wbudowany CoDeSys — CANopenF Moduł wejść, 4 wejścia cyfroweE Moduł wejść, 8 wejść cyfrowychD Moduł wejść, 8 wejść cyfrowych (diagnostyka kanału)O Moduł wejść, 8 wejść cyfrowych (NPN)M Moduł wejść, 16 wejść cyfrowychL Moduł wyjść, 8 wyjść cyfrowychA Moduł wyjść, 4 wyjścia cyfroweY Moduł WE/WY 16-krotny, 8 wejść/wyjść cyfrowychI Moduł wejść, 4 wejścia analogowe (prądowe)T Moduł wejść, 4 wejścia analogowe (temperatura)U Moduł wejść, 4 wejścia analogoweP Moduł wyjść, 4 wyjścia analogowe

CPX-FB13 CPX-CEC CPX-AB-8-KL-4POL

24

Kod zamówieniowy MPA1/MPA2

Funkcje zaworu

Kod Funkcja zaworu Opis

M Zawór 5/2 z jedną cewką,pneumatyczna sprężyna powrotna

O Zawór 5/2 z jedną cewką,pneumatyczna sprężyna powrotna

J Zawór 5/2 z dwiema cewkami

N Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,normalnie otwarte,pneumatyczna sprężyna powrotna

K Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,normalnie otwarte,pneumatyczna sprężyna powrotna

H Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,położenie środkowe1 zamknięty, 1 otwartypneumatyczna sprężyna powrotna,ciśnienie robocze: › 3 bar

B Zawór 5/3,w położeniu środkowym zasilony1),sprężyna powrotna

G Zawór 5/3,w położeniu środkowym zamknięty1),sprężyna powrotna

E Zawór 5/3,w położeniu środkowym odpowietrzony1),sprężyna powrotna

L Tylko do wyspy zaworowej:zaślepka miejsca rezerwowego

1)Przemieszczenie do położenia środkowego bez sygnału elektrycznego lub przy użyciu obu sygnałów

25

26

Kod zamówieniowy VTSA

Funkcje zaworu

Kod Funkcja zaworu Opis

M zawory 5/2 z jedną cewką,pneumatyczna sprężyna powrotna

J Zawór 5/2 z dwiema cewkami

N Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,normalnie otwarte,pneumatyczna sprężyna powrotna

K Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,normalnie zamknięte,pneumatyczna sprężyna powrotna

H Dwa zawory 3/2 z jedną cewką,położenie wyjściowe1 otwarty1 zamkniętypneumatyczna sprężyna powrotna

B Zawór 5/3,w położeniu środkowym zasilonysprężyna powrotna

G Zawór 5/3,w położeniu środkowym zamkniętysprężyna powrotna

E Zawór 5/3,w położeniu środkowym odpowietrzony1),sprężyna powrotna

L Tylko do wyspy zaworowej:Płyta zaślepka dla pozycji rezerwowej

1) Jeżeli żadna cewka elektromagnesu nie jest zasilona, zawór jest przestawiany do położenia środkowego za pomocą siły sprężyny.Jeśli obie cewki są zasilone jednocześnie, zawór pozostaje w poprzednio wybranym położeniu.

27

Pneumatyka w szafce sterowniczej

Sprężone powietrze o określo-nym ciśnieniu jest doprowa-dzone z zespołu przygotowaniapowietrza podłączonegoz zewnątrz. Można jednakw razie potrzeby zespół tenzainstalować wewnątrz szafki.Sekcja pneumatyczna wyspyzaworowej jest zasilana bezpo-średnio z zespołu. Oba prze-wody powietrza sterującego,służące do sterowania napę-dami, są wewnątrz podłączonedo złączek wtykowych QSw odpowiednich pozycjachzaworowych. Złączki wtykoweQS mogą mieć średnice nomi-nalne 6, 8 i 10 mm.

Zespół przygotowania powietrzaskłada się z następujących ele-mentów:• Zawór zwrotny zapobiega

odpowietrzeniu szafkisterowniczej i napędóww razie awarii.

• Ręczny zawór załączający donarastania ciśnienia do warto-ści docelowej i do odpowie-trzania systemu, na przykładpodczas instalacji czy też uru-chamiania.

• Regulator ciśnienia z mano-metrem i automatycznym spu-stem kondensatu do regulacjiciśnienia sterowania, na przy-kład, do wartości 5 lub6 barów.

• Wyłącznik ciśnieniowy, którygeneruje sygnał elektryczny,kiedy ciśnienie spada poniżejustawionej wartości. Ważnyprewencyjny komunikato błędzie.

Fieldbus

Wyłączniksieciowy

Zespół przy-gotowaniapowietrza


prąduprzemiennego

>

>

28

Części elektryczne w szafce sterowniczej

Napięcie sieci zasilającej wynosi230 V prądu przemiennegoi można je odłączyć wyłącznikiemgłównym zasilania. Bezpiecznikwewnętrzny ma obciążalność10 A.W razie awarii zasilania wyspazaworowa i całe sterowanie(tj. sterownik PLC i komputery)muszą być zasilane z zasilaczaawaryjnego UPS. Zasilacz UPSumożliwia bezproblemowe uru-chomienie systemu lub jegoczęści.

• Zasilanie elektryczne: 230 Vprądu przemiennego z bez-piecznikiem 10 A

• Zasilacz: 230 V prądu prze-miennego/24 V prądu stałego,5 lub 10 A zależnie od liczbyelektrozaworów i modułów CPX

• Połączenia wejść/wyjść cyfro-wych

• Połączenia wejść/wyjść analo-gowych

• Przyłącze Fieldbus• Elektrozawór można uruchomić

przyciskiem

Fieldbus

Wyłączniksieciowy

Zespół przy-gotowaniapowietrza


prąduprzemiennego

�

>

>

29

Konfiguracja szafki sterowniczej z wyspą zaworową

Zaleca się montaż wyspy zawo-rowej w szafce sterowniczej, abyzapewnić jej należyte zabezpie-czenie. W szczególności jeśli jestużywana na zewnątrz takie roz-wiązanie zapewni zabezpiecze-nie przed dostępem osób niepo-wołanych. Szafka sterowniczazapewnia również odpowiedniąochronę mechaniczną.

Dostępne są następującewarianty wykonania:• Z blachy stalowej, kolor

RAL 7035 i inne• Stal szlachetna 1.4301• Tworzywo, tworzywo zbrojone

włóknem szklanym (GRP),poliester nienasycony

• Wersja specjalna z okienkiem• Grzałka do zastosowania na

zewnątrz• Zabezpieczenie przed warun-

kami atmosferycznymi• Montaż w stelażu• Mocowanie do ściany• Przyłącza z góry lub z dołu

Fieldbus

Wyłączniksieciowy

Zespółprzygoto-waniapowietrza


prąduprzemiennego

�

Następujące elementy są stan-dardowym wyposażeniemszafki sterowniczej:• Wyspa zaworowa• Zasilacz 230 V prądu prze-

miennego/24 V prądu sta-łego

• Wyłącznik sieciowy z bez-piecznikiem

• Przełącznik sterowania auto-matycznego/ręcznego

• Dławik kablowy ze stalowymoplotem kanału

• Zespół przygotowania powie-trza do instalacji pneuma-tycznej

• Przyłącza przewodów: QS-6,QS-8, QS-IO

Układ elementów w szafcenależy uzgodnić z firmą Festo,aby był zgodny z projektem.

>

>

30

Szafki sterownicze gotowe do instalacji

Faza planowania powinnauwzględniać koordynację międzybiurem projektowym i operato-rem, obejmującą wymianę infor-macji na temat zaworów proce-sowych, które będą sterowanez poszczególnych szafek sterow-niczych. Konieczne jest zdefinio-wanie poniższych zagadnieńi wprowadzenie ich do specyfi-kacji technicznej.

Konfiguracja wyspy zaworowej

• Przyłącze sieciFieldbus/przyłącze sieciEthernet/sterownik CPX-CEC

• Liczba przyłączy WE/WY ana-logowych i cyfrowych

• Liczba elektrozaworów z jednącewką elektromagnesu lubz dwiema cewkami

Konstrukcja i układ szafkisterowniczej

• Stal szlachetna, blacha sta-lowa, tworzywo sztuczne

• Wymiary szafki (szer. × wys. ×gł.) zależne od sposobu moco-wania

• Szafka z drzwiami pojedyn-czymi lub podwójnymi

• Ogranicznik do szafkiz drzwiami pojedynczymi,lewy lub prawy

• Montaż naścienny, montażw stelażu

• Przyłącza przewodów i kabliod góry, od dołu, z boku lubz tyłu

• Zespół przygotowania powie-trza wewnątrz lub na zewnątrzszafki

• Wyłącznik główny po stronielewej lub prawej

• Montaż szafki w pomieszcze-niu lub na zewnątrz

Wykonanie zgodne z projektem

Realizacja nietypowych szafeksterowniczych, zamawianychindywidualnie, może zacząć siędopiero po szczegółowymuzgodnieniu między projektan-tem, operatorem-technologiemi specjalistami firmy Festo. Dokażdej szafki sterowniczej jestprzypisywany numer projektu.Taki numer jest następnie nume-rem referencyjnym we wszyst-kich działaniach koordynacyj-nych podejmowanych przezosoby zaangażowane w projekt.

Konstrukcja

Szczegółowy rysunek szafkipowstaje na podstawie specyfi-kacji ustalonych po uwzględnie-niu ustaleń związanych z powy-ższymi punktami. Podstawowymczynnikiem decydującym o wiel-kości szafki jest wyspa zawo-rowa. Poszczególne dokumenty,które należy przygotować:• Schematy obwodów elektrycz-

nych i pneumatycznych• Wykazy elementów wyposa-

żenia• Schematy zacisków• Przyporządkowanie numeru

obwodu pomiarowego zgod-nie ze schematem P&I

• Plan instalacji wyposażenia• Dwuwymiarowy rysunek

szafki

31

Montaż szafki sterowniczej

Przed montażem poszczegól-nych elementów konieczne jestprzygotowanie mechaniczneszafki zgodnie z dokumentacjąprojektową. Dopiero późniejmożna rozpocząć montowaniemodułów oraz układanie kablii przewodów.

Test działania i raport z testu

Szafki sterownicze gotowe doinstalacji podlegają poniższymtestom, które są dokumento-wane w raporcie:• Test szczelności instalacji

pneumatycznej w szafce• Praca z maksymalnym i mini-

malnym ciśnieniem sterowania• Identyfikacja wyposażenia,

kabli i przewodów• Elektryczne i ręczne urucha-

mianie wszystkich zaworów• Pomiary związane z kompaty-

bilnością elektromagnetyczną

Dokumentacja projektowa(PL EN 60204)

Do szafki jest dołączona kopiadokumentacji każdego indywi-dualnego projektu. Dokumenta-cja ta jest też dostępna nanośniku danych i można ją uzy-skać w różnych formatach pliku.Kopie dokumentacji przecho-wuje się przez 10 lat. Usługataka jest szczególnie przydatna,jeśli dokonuje się aktualizacjilub modyfikacji szafki.

32

Szafki sterownicze gotowe do instalacji

Szafki sterownicze do stref ATEX

W niektórych projektach pojawiasię warunek instalacji szafki ste-rowniczej w obszarze zagrożo-nym wybuchem. Firma Festo dys-ponuje wariantami przystosowa-nymi do pracy w strefie 2 lub 1.Szafka przystosowana do strefy2 nadaje się do podłączeniaiskrobezpiecznych czujnikówi napędów.

Należy zapoznać się z rozdziałem„Pneumatyka i zabezpieczenieprzed wybuchem”.

Szafki sterownicze realizowane„pod klucz”

Realizacja projektów wymagazazwyczaj znacznej liczby poro-zumień, planowania i koordyna-cji. Praca natomiast z jednympartnerem ma wiele zalet.

• Jedna osoba odpowiedzialnaza kontakt podczas całej fazyplanowania

• Mniejsze wymagania doty-czące koordynacji i profesjo-nalnych porad

• Poprawne obliczenia dziękidrobiazgowej definicji zlecenia

• Jeden dostawca, jedna datadostawy, zlecenie kontraktuodbywa się w jednym procesie

• Oszczędności czasu podczasrealizacji projektu

• Profesjonalny rozruch instalacjipneumatycznej i elektrycznej

• Składniki i system są optymal-nie do siebie dostosowane

• Projektowanie i wykreślanieschematu odbywa się w jed-nym czasie

• Szafki sterownicze mają odpo-wiednią jakość, sprawdzonedziałanie, przechodzą testyfabryczne oraz są wyposażonew dokumentację testów i doku-mentację projektową

34

Stosowanie napędów pneumatycznych

35

W miejskich instalacjach uzdat-niania wody pitnej i oczyszcza-nia ścieków nierzadko panujątrudne warunki — wilgotność,niskie lub wysokie temperatury,opady atmosferyczne, zanie-czyszczenia biologiczne, oparyi inne substancje tworzą agre-sywną atmosferę. Materiały,z których są wykonane napędy,muszą wykazać się zatem odpo-wiednią odpornością. Tylko dzi-ęki temu możliwe jest użycie ichw niemal wszystkich zastosowa-niach. W przypadku pracy w śro-dowisku agresywnym — w prze-myśle chemicznym lub tam,gdzie są używane środki myjące— konieczna jest konsultacja zespecjalistami firmy Festo.W przeciwnym razie na takiezastosowania nie zostanieudzielona gwarancja.

Klasyfikacja ze względu naodporność na korozję

Napędy pneumatyczne są klasy-fikowane zgodnie klasą odpor-ności CRC3 na podstawie normyFN 940070. Ta norma obejmujenormy DIN 50017, 50021 i DINEN ISO 6988. Użyte materiałyi wykończenie powierzchni sąodpowiednie do zastosowaniana zewnątrz pomieszczeń.

Zakres temperatury

Napędy są standardowo przy-stosowane do pracy w tempera-turze od –20 do +80°C.

Niska lub wysoka temperatura

Specjalne wersje napędówmogą być używane w tempera-turach nawet –50°C oraz docho-dzących do +150°C. Takie zasto-sowania wymagają konsultacjize specjalistami firmy Festo.

36

Stosowanie napędów pneumatycznych

Strefa zabezpieczona przedwybuchem

Jest to zagadnienie o dużymznaczeniu, zwłaszcza jeśli doty-czy instalacji oczyszczania ście-ków. Należy odpowiednio wcze-śniej skontaktować się ze spe-cjalistami i ekspertami, abyustalić zasięg różnych stref.Tylko oni mogą prawidłowowskazać poszczególne strefyw instalacjach oczyszczaniaścieków. Napędy pneumatycznezostały przebadane podwzględem możliwości iskrzeniai nadają się do użycia w strefie 1.Odpowiedni identyfikatorurządzenia jest mocowanyfabrycznie. Wyłączniki krań-cowe, elektrozawory i ustawnikisą dostępne w różnych warian-tach.

Zapoznać się z rozdziałem„Pneumatyka i zabezpieczenieprzed wybuchem”.

Uwagi dotyczące zastosowań

Zasadniczo w strefie zagrożonejwybuchem można instalowaćtylko napędy pneumatyczne.W większości przypadkówszafkę sterowniczą można zain-stalować poza taką strefą. Takierozwiązanie jest najprostszei najbardziej ekonomiczne, gdyżnapędy standardowo są dosto-sowane do pracy w strefie 1.

Ważne: przyjmując takie rozwią-zanie, należy też wziąć poduwagę odległość i zakres tem-peratur otoczenia.


Strefa bezpieczna

37

Pozycja montażu napędówpneumatycznych

Napędy można montowaćw dowolnej pozycji. Należyjednak wcześniej ustalić, czyużyty zawór procesowy nadajesię do zastosowania w wybra-nej pozycji. Podczas instalowa-nia zaworu procesowegonależy uwzględnić masęnapędu i w razie potrzebynależy zadbać o odpowiedniejego podparcie.

38

Napędy przepustnic

39

Dla zapewnienia pełnego prze-pływu i odcinania mediów cie-kłych w rurociągach instalo-wane są przepustnice. Przepust-nice występują jako produktystandardowe o wielkościach odDN 50 do DN 1200.

Siła potrzebna do otwarciai zamknięcia przepustnicy zależyod wielkości zaworu, ciśnieniaroboczego i lepkości czynnika.

Właściwy napęd do odpowied-niej przepustnicy określa produ-cent. Po konsultacjach z róż-nymi producentami osiągniętoporozumienie i ustalononapędy, które pasują doposzczególnych przepustnic.

Regułą jest, że napędy sąmontowane na przepustnicyw fabryce i tam też jest przepro-wadzany test ich prawidłowegodziałania. Do odbiorcy jestdostarczany zestaw gotowy domontażu. Przed zmontowaniemtrzeba jednak szczegółowookreślić konfigurację napędu.W tej kwestii można liczyć napomoc producenta przepustnicylub specjalistów firmy Festo.

Firma Festo współpracuje,między innymi, z następującymiproducentami zaworów:AVK InternationalCTA Center TechERHARDVAGWouter Witzel i innymi.

Napędy z wymiarami montażo-wymi do kołnierza zgodnymiz normą DIN ISO 5211 sądostępne jako wyroby standar-dowe do przepustnic pocho-dzących od wszystkich produ-centów. Ponadto napędymają układ przyłączy zgodnyz NAMUR VDI/VDE 3845, umo-żliwiający podłączenie elektro-zaworów i skrzynek z czujni-kami.

Napędy do przepustnic

Konfiguracja i działanie

Napęd z mechanizmemjarzmowym

Dwa tłoki dzielą napęd nadwie komory. W czasie, kiedyw komorze zewnętrznej ciśnie-nie rośnie, z komory wewnętrz-nej powietrze jest usuwane.Tłoki poruszają się w przeci-wnych kierunkach i za pomocądźwigni powodują ruch obro-towy wałka. Zakres ruchu obro-towego takiego napędu wynosi0–90°.

Napęd z przekładnią zębatą

W takim rozwiązaniu dwa tłokirównież dzielą napęd na dwiekomory. Zębatki tłoków napęd-zają wałek zębaty. Wałek obracasię podczas ruchu obu tłokóww przeciwnych kierunkach.Zakres ruchu obrotowegowynosi 0–90°.

Interfejsy

Układ otworów do podłączaniaelektrozaworów i skrzynekz czujnikami zgodny z NamurVDI/VDE 3845.

Standardowy układ otworówułatwia mocowanie elektroza-worów i skrzynek z czujnikami,a także jest gwarancją zgod-ności.

Wałek napędzający

Górny koniec wałka jest zakoń-czony w taki sposób, że możnago ręcznie regulować za pomocąklucza płaskiego. Dolna stronawałka jest zakończona gniaz-dem na czop kwadratowy lubośmiokątny, do którego wsuwasię końcówkę wałka napędo-wego przepustnicy.

Mechaniczna regulacjapołożenia końcowego

Ustawienie elementu zamykają-cego w uszczelnieniu przepust-nicy można zmienić, ustawiającinne położenie końcowe. Odtego ustawienia zależy skutecz-ność zamknięcia przepustnicy.Im głębiej przegroda wchodziw gniazdo uszczelnienia, tymwiększy moment obrotowyrozruchu jest potrzebnypodczas otwierania zaworu.

Standard owiercenia kołnierza

Wymiary przyłączeniowe sązgodne z normą DIN ISO 5211i pozwalają na zamontowanieprzepustnicy. Średnice okręguz otworami montażowymi i typgwintu podano w tabelachw dalszej części.

40


Napędy dwustronnegoi jednostronnego działania

Napędy wahadłowe do przepust-nic występują w dwóch odmia-nach — jako napędy jednostron-nego lub dwustronnego działa-nia. Napędy dwustronnego dzia-łania wykonują ruch powrotny zapomocą powietrza sterującegow powiązaniu z elektrozaworem.Napędy jednostronnego działa-nia są wyposażone w sprężynępowrotną w komorze zewnętrz-nej, która zapewnia ciągłość ste-rowania w razie awarii ciśnieniapowietrza sterującego. W tensposób zapewnione jest działa-nie funkcji bezpieczeństwa —stanu normalnie otwartego lubnormalnie zamkniętego.

Moment obrotowy generowanyprzez napędy jednostronnegodziałania jest pomniejszanyo przeciwnie działającą siłęsprężyny. Z tego powodu wyma-gania techniczne, opisującenapędy jednostronnego działa-nia, zawierają pozycję „siłasprężyny” obok pozycji „pneu-matyczny moment obrotowy”zależnej ostatecznie od siłysprężyny. Zamykanie lub otwie-ranie sprężyną napędów waha-dłowych jednostronnego działa-nia może być traktowane jakofunkcja bezpieczeństwa.

A B

A B

41

Charakterystyki przepustnic

Moment rozruchowy w zaworzeprocesowym

Charakterystyka momentuobrotowego zaworu proceso-wego musi być znana, abymożliwe było ustalenie potrzeb-nego momentu obrotowegonapędu. Największa wartośćmomentu obrotowego jestpotrzebna podczas otwieraniai zamykania zaworu proceso-wego, ponieważ element zamy-kający wymaga wsunięcia dogniazda uszczelniającego lubwysunięcia go z niego. Momentobrotowy napędu należy obli-czyć z uwzględnieniem współ-czynnika bezpieczeństwa 1,2,tzn. powinien być o 20% więk-szy od momentu obrotowegorozruchu. Tak dobrany współ-czynnik kompensuje proceszapiekania się gniazda uszczel-niającego.

Charakterystyka momentuobrotowego w przepustnicy

Charakterystyka momentu obro-towego w całym zakresie otwar-cia przepustnicy nie jest liniowa(rysunek). Największa wartośćmomentu jest potrzebna dootwarcia przepustnicy.Na moment obrotowy mająwpływ następujące czynniki:• Temperatura, stężenie, lep-

kość czynnika• Stan skupienia gazowy lub

ciecz• Czynnik o właściwościach

smarnych lub nie• Obecność składników, które

mogą się osadzać lub nawar-stwiać

• Ciśnienie czynnika• Ciśnienie różnicowe w zawo-

rze procesowym

Przykład: charakterystykanapędu dwustronnegodziałaniaZgodnie z danymi producentaprzepustnica wymaga momentuobrotowego rozruchu 100 Nm.Założono współczynnik bezpie-czeństwa 20%. Oznacza to, żenapęd musi wygenerowaćmoment obrotowy o wartości120 Nm.

Przykład: charakterystykanapędu jednostronnegodziałania

Najczęściej spotyka się rozwią-zania, w których siła sprężynysłuży do zamykania zaworu.Jednak pomimo uprzedniegonaprężenia sprężyny w napę-dzie, generują one najmniejsząwartość momentu podczaszamykania. Należy to brać poduwagę podczas doboru napędu.Ta sama przepustnica z momen-tem obrotowym rozruchu100 Nm musi być wyposażonaw napęd jednostronnego działa-nia. Przy założeniu współczyn-nika bezpieczeństwa 20% mini-malny moment obrotowy gene-rowany przez sprężynę musi byćrówny 120 Nm.

Charakterystyka napędu dwustronnego działania

Pneumatyczny momentobrotowy: 120 Nm

0° = zawór procesowy zamknięty Md1 = moment rozruchowy90° = zawór procesowy otwarty Md2 = moment zamykający

Charakterystyka napędu jednostronnego działania

Wymagany współczynnikbezpieczeństwa: 20%

1 } 2 = Charakterystycznypneumatycznymoment obrotowy

3 } 4 = Charakterystycznymoment obrotowygenerowany przezsprężynę

0° = zawór procesowyzamknięty

90° = zawór procesowyotwarty

Współczynnik bezpieczeństwa: 20 Nm

Współczynnik bezpieczeństwa: 20 Nm

Md1

Md

[Nm

]M

d[N

m]

Md2

Md1

Md2

100 Nm

100 Nm120 Nm

Moment obrotowyZawór procesowy

90°0°

1

4

3

2

90°0°

42

43

Moment obrotowy generowany przez napędy DAPS dwustronnego działania

Rzeczywisty moment obrotowy [Nm] zależny od ciśnienia roboczego [bar] i kąta obrotu [°]Wielkość Kąt obrotu [°] Ciśnienie robocze [bar]

3 4 5 5,6 6 7 8

Moment obrotowy dla różnych wielkości przy ciśnieniu 5,6 bara i kącie obrotu 0°.

DAPS-OOO8 0 3,8 5 6,3 7 7,5 8,8 1050 1,9 2,5 3,1 3,5 3,8 4,4 590 3,8 5 6,3 7 7,5 8,8 10

DAPS-0015 0 8 10,7 13,4 15 16,1 18,8 21,450 4 5,4 6,7 7,5 8 9,4 10,790 6 8,1 10,1 11,3 12,1 14,1 16,1

DAPS-0030 0 16,1 21,4 26,8 30 32,1 37,5 42,950 8 10,7 13,4 15 16,1 18,8 21,490 12 16,1 20,1 22,5 24,1 28,1 32,1

DAPS-0060 0 32,1 42,9 53,6 60 64,3 75 85,750 16,1 21,4 26,8 30 32,1 37,5 42,990 24,1 32,1 40,2 45 48,2 56,3 64,3

DAPS-O106 0 57 76 95 106 114 133 15150 28 38 47 53 57 66 7690 43 57 71 80 86 100 114

DAPS-0180 0 96 128,4 160,8 180 193,2 225,6 264,850 48 64,8 80,4 90 96 112,8 128,490 72 97,2 121,2 135 145,2 169,2 193,2

DAPS-0240 0 128,6 171,4 214,3 240 257,1 300 342,950 64,3 85,7 107,1 120 128,6 150 171,490 96,4 128,6 160,7 180 192,9 225 257,1

DAPS-0360 0 192 256,8 321,6 360 386,4 451,2 513,650 96 129,6 160,8 180 192 225,6 264,890 144 194,4 242,4 270 290,4 338,4 386,4

DAPS-0480 0 257,1 342,9 428,6 480 514,3 600 685,750 128,6 171,4 214,3 240 257,1 300 342,990 192,9 257,1 321,4 360 358,7 450 514,3

DAPS-0720 0 384 513,6 643,2 720 772,8 902,4 1027,250 192 259,2 321,6 360 384 451,2 529,690 288,1 388,8 484,8 540 580,8 676,8 772,8

DAPS-0960 0 514,3 685,7 857,1 960 1028,6 1200 1371,450 257,1 342,9 428,6 480 514,3 600 685,790 385,7 514,3 642,9 720 771,4 900 1028,6

DAPS-1440 0 768 1027,2 1286,4 1440 1545,6 1804,8 2057,450 384 518,4 643,2 720 768 902,4 1059,290 576 777,6 969,9 1080 1161,6 1353,6 1545,6

DAPS-1920 0 1028,6 1371,4 1714,3 1920 2057,1 2400 2742,950 514,3 685,8 857,1 960 1028,6 1200 1371,490 771,4 1028,6 1285,7 1440 1542,9 1800 2057,1

DAPS-2880 0 1542 2057 2571 2880 3085 3600 411450 771 1028 1285 1440 1542 1800 205790 1028 1371 1741 1920 2056 2400 2742

DAPS-3840 0 2057 2743 3428 3840 4114 4800 548550 1028 1371 1714 1920 2057 2400 274290 1543 2057 2571 2880 3085 3600 4114

DAPS-5760 0 3085 4114 5142 5760 6171 7200 822850 1542 2057 2571 2880 3085 3600 414190 2313 3085 3856 4320 4628 5400 6171

Moment obrotowy generowany przez napędy DAPS jednostronnego działania z siłą sprężyny 4

Rzeczywisty moment obrotowy [Nm] zależny od siły sprężyny, ciśnienia roboczego [bar] i kąta obrotu [°]Siła sprężyny Ciśnienie robocze [bar]

5 5.6 6 7 80° 50° 90° 0° 50° 90° 0° 50° 90° 0° 50° 90° 0° 50° 90°

DAPS-04804 394,3 118,6 234,3 480 240 320 537,1 274,3 377,1 680 360 520 822,9 445,7 662,9DAPS-07204 591,4 282,9 351,4 720 360 480 805,7 411,4 565,7 1020 540 780 1234 668,6 994,3DAPS-09604 788,6 377,1 468,6 960 480 640 1074,3 548,6 754,3 1360 720 1040 1645,7 891,4 1325,7DAPS-14404 1182 565 702 1440 720 960 1611 822 1131 2040 1080 1560 2468 1337 1988DAPS-19204 1577 754 937 1920 960 1280 2148 1097 1508 2720 1440 2080 3291 1782 2651DAPS-28804 2365 1131 1405 2880 1440 1920 3222 1645 2262 4080 2160 3120 4937 2674 3977

Moment obrotowy dla różnych wielkości przy ciśnieniu 5,6 bara i kącie obrotu 0°.


44

Moment obrotowy generowany przez napędy DRD dwustronnego działania

Teoretyczny moment obrotowy [Nm] przy kącie obrotu 0° i 90° jako funkcja ciśnienia roboczego [bar]Wielkość Ciśnienie robocze [bar]

3 4 5 6 7 8DRD-1 3,72 4,96 6,2 7,44 8,68 9,92DRD-2 8,1 10,8 13,5 16,2 18,9 21,6DRD-4 18,6 24,8 31 37,2 43,4 49,6DRD-8 37 49,3 61,6 74 86,3 98,6DRD-14 72 95 119 143 167 191DRD-26 133 177 222 266 310 354DRD-50 253 337 421 505 589 673DRD-77 385 513 642 770 898 1026DRD-100 506 675 843 1012 1181 1350DRD-150 758 1011 1264 1517 1770 2023DRD-225 1138 1517 1896 2275 2654 3033DRD-375 1896 2528 3159 3791 4423 5055DRD-575 2879 3839 4799 5758 6718 7677DRD-880 4407 5876 7345 8814 10 283 11 752

UwagaPoniższe minimalne współczynnikisprawności mają zastosowanie dowszystkich napędów wahadłowych:DR...-1...4: ≥ 80 %DR...-8...880: ≥ 90 %

45

Napędy wahadłowe DRE jednostronnego działania

Teoretyczny moment obrotowy [Nm] przy kącie obrotu 0° i 90° jako funkcja ciśnienia roboczego [bar]Liczba Siła Dostępne Ciśnienie robocze [bar]sprężyn 1) sprężyny [Nm] Md 3 4 5 6 7 8

Napędy obrotowe DRE-26 2,7 min. 2,7 5,4 8,1 10,8 13,5 16,2

5,4 maks. 5,4 8,1 10,8 13,5 16,2 18,98 3,6 min. 0,9 3,6 6,3 9 11,7 14,4

7,2 maks. 4,5 7,2 9,9 12,6 15,3 1810 4,5 min. – 2,8 5,5 8,2 10,9 13,6

8 maks. 6,3 9 11,7 14,4 17,112 5.4 min. – – 2,7 5,4 8,1 10,8

10,8 maks. 8,1 10,8 13,5 16,214 8,3 min. – – 0,9 3,6 6,3 9

12,6 maks. 5,2 7,9 10,6 13,3Napędy obrotowe DRE-46 6,1 min. 6.4 12,6 18,8 25 31,2 37,4

12,2 maks. 12,5 18,7 24,9 31,1 37,3 43,58 8,2 min. 2,2 8,4 14,6 20,8 27 33,2

16,4 maks. 10,4 16,6 22,8 29 35,2 41,410 10.3 min. – 4,2 10,4 16,6 22,8 29

20.6 maks. 14,5 20,7 26,9 33,1 39,312 12.3 min. – – 6,4 12,6 18,8 25

24,6 maks. 18,7 24,9 31,1 37,314 14,4 min. – – 2,2 8,4 14,6 20,8

28,8 maks. 16,6 22,8 29 35,2Napędy obrotowe ORE-86 12,3 min. 12,1 24,4 36,7 49,1 61,4 73,7

24,9 maks. 24,7 37 49,3 61,7 74 86,38 16,4 min. 3,8 16,1 28,4 40,8 53,1 65,4

33,2 maks. 20,6 32,9 45,2 57,6 69,9 82,210 20,5 min. – 7,8 20,1 32,5 44,8 57,1

41,5 maks. 28,8 41,1 53,5 65,8 78,112 24,6 min. – – 11,8 24,2 36,5 48,8

49,8 maks. 37 49,4 61,7 7414 28,7 min. – – 4,5 16,9 29,2 41,5

57,1 maks. 32,9 45,3 57,6 69,9

UwagaPoniższe minimalne współczynnikisprawności mają zastosowanie dowszystkich napędów wahadłowych:DR...-1...4: ≥ 80 %DR...-8...880: ≥ 90 %

1) Mniejsza liczba sprężyn dostępna na zapytanie.


46

Montaż napędów do przepustnic

Montaż bezpośredni nanapędzie

Przepustnice przeznaczone doautomatyzacji są standardowowyposażone w tzw. wałek zotwartym gniazdem na czopkwadratowy, która umożliwiabezpośrednie zamontowanienapędu. Najpierw trzeba spraw-dzić wymiary kołnierza, abymieć pewność, że wymiary sązgodne (zapoznać się z rozdzia-łem „Normy”). Montaż bezpo-średni jest znacznie prostszyi tańszy.

Montaż przez adaptermontażowy

Montaż za pomocą adapterajest konieczny, jeśli nie możnaspełnić warunku zgodnościwymiarów. Sytuacja taka możemieć miejsce, na przykład, pod-czas rozbudowy ręcznych zawo-rów procesowych, kiedy trzebazadbać o połączenie różnychkołnierzy i odpowiednio dosto-sować wałki. Do takiego mon-tażu stosuje się szereg akceso-riów.

47

48

Montaż napędów do przepustnic

Mechaniczna regulacjapołożenia końcowego donapędu

Skuteczność uszczelnieniaprzepustnicy z uszczelnieniemelastycznym zależy w dużymstopniu od kąta zamknięciaprzegrody. Im większe ciśnieniepowietrza sterującego, któredziała na przegrodę, tymgłębiej musi się ona wcisnąćw gniazdo uszczelnienia.Regulacja przegrody ma decy-dujący wpływ na żywotnośćprzepustnicy. Za każdym razem,kiedy przepustnica jest otwie-rana lub zamykana, gniazdouszczelnienia jest poddawaneznacznemu naprężeniu mecha-nicznemu. Na rysunkach obokpokazano wpływ ciśnieniapowietrza sterującego przykła-danego do przegrody na kąt jejzamknięcia.

Część przegrody można ideal-nie dopasować za pomocąmechanicznej regulacji położe-nia końcowego napędu.

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

‹ 3 bar

› 3–10 bar

› 10–16 bar

~ 5°

~ 2°

0° ~ –2°

Skrajnenaprężeniamechaniczne

Regulacja położenia końcowego

49


Przyłącza do przewodów

Złącza wtykowe mogą byćzamontowane fabrycznie, abyuprościć montaż przewodów.Z reguły stosuje się przewodyo średnicy nominalnej 6 lub8 mm. Do złącz wtykowychmożna podłączać tylko prze-wody o standardowej średnicyzewnętrznej.

Dławienie na wylociepowietrza

Dławiki powietrza są wbudo-wane w złącza przewodów, abyumożliwić idealne dopasowa-nie prędkości regulacji napędudo konkretnego zastosowania.W ten sposób można niezale-żnie regulować prędkość otwie-rania i zamykania przepustnicy.Z zasady przepustnice należyotwierać i zamykać powoli.

Skrzynka z czujnikami

Zaleca się zamontowanieskrzynki z czujnikami, któraumożliwia wykrywanie położe-nia przepustnicy. W skrzynce,która aktywuje przełącznikw położeniu zamkniętymi otwartym, zainstalowanesą dwa czujniki położenia. Takisposób sygnalizacji położeniazapewnia odpowiednie bezpie-czeństwo zautomatyzowanejpracy urządzenia. Pozycja bie-żąca jest też sygnalizowanaprzy pomocy wskaźnikówoptycznych. Skrzynka z czujni-kami może być zamontowanai wyregulowana fabrycznie.

Połączenie kołnierzowe

Odpowiednie otwory monta-żowe znajdują się po stronienapędu i pasują one do połą-czenia kołnierzowego po stro-nie przepustnicy. Połączeniemożna też zrealizować zapomocą adaptera montażo-wego i sprzęgła wałka.


Przyłącze do przewodu

Ogranicznik przepływupowietrza wylotowego

Adapter montażowyi sprzęgło wałka

Połączeniekołnierzowe

Akcesoria do napędów

Konfiguracja z elektrozaworem

Elektrozawór

Do bezpośredniego podłączenianadają się zawory typu NAMUR.Zawór taki jest uruchamianyelektromagnesem. Dostępneelektromagnesy mogą być zasi-lane różnym napięciem, na przy-kład 24 V prądu stałego, 110 Vprądu przemiennego lub 230 Vprądu przemiennego. Elektro-zawory mogą być zamontowanefabrycznie w taki sposób, że poodłączeniu zasilania przepust-nica będzie w pozycji otwartejlub zamkniętej.

Tłumik do dławienia przepływu

Na złączach przewodów powie-trznych znajdują się ogranicz-niki przepływu powietrza.Umożliwiają one idealne dopa-sowanie prędkości regulacjinapędu do konkretnego zasto-sowania. W ten sposób możnaniezależnie regulować prędkośćotwierania i zamykania prze-pustnicy. Należy dobierać nie-dużą prędkość obrotu prze-grody, aby uniknąć uderzeniahydraulicznego w instalacji.

Przyłącze przewodu

Złącze wciskane może byćzamontowane fabrycznie, coułatwia podłączenie przewo-dów. Najczęściej są stosowaneprzewody o średnicy nominal-nej 6 i 8 mm. Do złącz wcis-kanych można podłączać tylkoprzewody o standardowej śred-nicy zewnętrznej.


Sygnalizacja położenia w prze-pustnicy zapewnia odpowiednipoziom bezpieczeństwa zauto-matyzowanych sekwencji proce-sowych. W skrzynce z czujni-kami są zainstalowane dwawyłączniki krańcowe, którezmieniają stan przełącznikaw położeniu otwartym i zam-kniętym. Aktualne położenieprzepustnicy jest wskazywanewskaźnikiem wizualnym.Skrzynka z czujnikami możebyć zamontowana i wyregulo-wana fabrycznie.

Akcesoria do napędów

Skrzynkaz czujnikami

Elektrozawór

Cewka elektro-magnesu

Tłumik dodławieniaprzepływu

50

Napędy regulacyjne do przepustnic


Pozycjoner elektro-pneumatyczny

Jeśli przepustnica jest potrzebnado dozowania określonych ilościmedium, napęd można wyposa-żyć w pozycjoner. Pozycjonermocuje się do napędu i sztywnołączy z wałkiem. W ten sposóbzintegrowany układ pomiarupołożenia jest w stanie wykryćaktualne położenie. Wartośćzadana (4–20 mA), odpowiada-jąca położeniu, do któregonapęd powinien się przesunąć,jest przesyłana do pozycjoneraze sterownika PLC. Pozycjonerwewnętrznie koryguje położeniedo czasu, kiedy wartość zadanai wartość odczytana z układupomiaru położenia są sobierówne. Gdy napęd osiągniezadane położenie, pozycjonerblokuje jego ruch. Gdy ze ste-rownika PLC zostanie odczytananowa wartość zadana, napędbędzie przestawiony w nowepołożenie.

Wyłączniki zbliżeniowe

W procesach związanych zezautomatyzowanymi sekwen-cjami procesowymi jedno-znaczne potwierdzenie pozycjizamkniętej przepustnicy maszczególne znaczenie. Jest tomożliwe dzięki wyłącznikomkrańcowym zainstalowanymw pozycjonerze.


Doprowadzenie powietrza steru-jącego do przyłącza pneumatycz-nego realizuje się za pomocąprzyłączy wtykowych i przewo-dów o średnicy nominalnej 6 lub8 mm. Dwa odcinki przewodówłączą pozycjoner z napędem.Służą one do doprowadzeniai odprowadzenia powietrzaz komór roboczych.

51

Uwaga

Zasadność stosowania prze-pustnic jako „regulującychzaworów procesowych” trzebaodpowiednio wcześniej pot-wierdzić u producenta.

52

Zawory kulowe, charakteryzu-jące się nieskomplikowaną kon-strukcją, są ważnym elementemodcinającym, stosowanymw instalacjach wodnych. Możnaje w prosty sposób instalowaćz pneumatycznym napędemobrotowym za pomocą opcjimontażu bezpośredniego.Zawory kulowe są z reguły uży-wane w przewodach o niedu-żych średnicach. Są ekono-miczne i występują w wielkościod DN15 do DN100 lub Rp ¼do Rp 4.

Otwór w kuli zaworu pozwalauzyskać niezakłócony przepływprzez przewód rurowy i dziękitemu możliwe jest czyszczenieinstalacji bez konieczności jejotwierania. Uszczelnienie styka-jące się z kulą zaworu jest zwy-kle wykonane z teflonu i uleganormalnemu zużyciu podczaseksploatacji. Zawory kulowestosowane są do mediów, nie-zawierających zawiesin o cha-rakterze ściernym. Najczęściejużywanymi mediami roboczymisą woda, sprężone powietrzelub gazy obojętne. Zaworykulowe mogą być też stoso-wane do odcinania instalacjipodciśnieniowej. W takim roz-wiązaniu trzeba jednak spraw-dzić stopień „przecieków”.Do specjalnych zastosowań sądostępne odpowiednie zaworykulowe.

Dostępne warianty wykonaniaumożliwiają elastyczną adapta-cję do różnych zastosowań. Przydoborze odpowiedniego zaworukulowego trzeba rozważyć poni-ższe kryteria.• Ciśnienie robocze i tempera-

tura czynnika• Odporność materiału na czyn-

nik roboczy• Częstotliwość przełączania

zaworu kulowego• Czas zamykania i otwierania• Żądana funkcja regulacji prze-

pływu czynnika:• zawór 2- lub 3-drogowy

Sterowanie

Napęd pneumatycznyDźwignia ręczna

Napędy zaworów kulowych

53

Napędy obrotowe występująw dwóch wersjach: jedno- lubdwustronnego działania. Wersjadwustronnego działania w połą-czeniu z elektrozaworem jestprzesterowywana sprężonympowietrzem. Napęd jednostron-nego działania jest przestero-wywany do położenia wyjścio-wego za pomocą sprężyny.W niektórych aplikacjach nie-zbędne jest sterowanie wymu-szone sprężyną. Wówczas przybraku ciśnienia zawór kulowyprzy pomocy sprężyny jest prze-sterowywany w bezpiecznepołożenie.

Wymiarowanie napędów

Do otwarcia i zamknięcia zaworukulowego jest potrzebny odpo-wiedni moment obrotowy. Jegowartość zależy od wielkościnominalnej, ciśnienia roboczegoi typu czynnika. Moment genero-wany przez napęd powinien byćo co najmniej 20% większy odmomentu potrzebnego do uru-chomienia zaworu kulowego.Taki zapas trzeba też brać poduwagę w przypadku napędówjednostronnego działania. Siłasprężyny, niezależnie od tego,czy wspomaga zamykanie, czyotwieranie, powinna być o 20%większa od momentu obroto-wego rozruchu lub zamknięciazaworu kulowego.(Zapoznać się z rozdziałem„Wymiarowanie zaworów kulo-wych”).

Montaż napędów

Montaż bezpośredni napędu nazaworze kulowym jest możliwy,jeżeli wymiary czopa kwadrato-wego i średnica gniazda z otwo-rami na śruby są identyczne.Zawory kulowe mają z zasadykołnierz mocujący zgodnyz ISO 5211.

54

Konstrukcja

• Obudowa z dwóch lub trzechelementów

• Konstrukcja 2-drogowa• Konstrukcja 3-drogowa

z otworem typu L lub T w kuli• Uszczelnienie za pomocą pie-

rścienia samouszczelnia-jącego z objętością martwą

• Uszczelnienie dwupołówkowebez objętości martwej

• Kołnierz mocujący ISO 5211

Materiały obudowy i kuli

• Mosiądz niklowany, kula chro-mowana

• Stal lub stal szlachetna• Tworzywa sztuczne: PA, PCW,

PP, PVDF

Warianty połączeń

• Gwint wewnętrzny różnegotypu

• Gwint zewnętrzny różnegotypu

• Połączenie spawane• Kołnierz

Średnice nominalne

Zawór kulowy 2/2 mosiężny,Rp ¼ do Rp 2½Zawór kulowy 2/2 ze stali szla-chetnej, Rp ¼ do Rp 4Zawór kulowy 3/2 ze stali szla-chetnej, Rp ¼ do Rp 2

Ciśnienie robocze i zakrestemperatur

Zawór kulowy mosiężny:Ciśnienie nominalnewymiaru Rp ¼ doRp 1¼ wynosi 40 barówCiśnienie nominalnewymiaru Rp 1½ doRp 2½ wynosi 25 barówZakres temperatur

–20 do +150°CCiśnienie robocze spada, jeślitemperatura przekracza 25°C(zapoznać się z danymi technicz-nymi).

Zawór kulowy ze stali szlachet-nej:Ciśnienie nominalne 63 barZakres temperatur

–10 do +180°CCiśnienie robocze spada, jeślitemperatura przekracza 40°(zapoznać się z danymi technicz-nymi).

System uszczelnień

Uszczelnieniesferyczne: PTFE wzmoc-

niony włóknemszklanym

Uszczelnieniewału: fluoroelastomer

Budowa i działanie zaworów kulowych

55

Położenia wyjściowe zaworówkulowych

Kula w zaworach kulowych możeobracać się w zakresie 360°.Oznacza to, że przy współpracyzaworu z napędami istniejedowolność wyboru położeniawyjściowego. W zaworze 2/2zawór może być otwarty lubzamknięty, gdy napęd jestw położeniu 0°.

Podobne opcje są dostępne dlazaworów 3/2. Nie ma znaczenia,czy zawór ma przepływ typu L,czy T. Położenie wyjściowemożna dobrać, aby pasowałodo konkretnego przypadku.

Uwaga dotycząca zaworów 3/2:Podczas przełączania zaworustrumienie czynnika mogązachodzić na siebie. Oznacza to,że może wystąpić niepożądanemieszanie przełączanych stru-mieni przepływu materiału.Można temu zapobiec, na przy-kład, stosując zawory 2/2 nadoprowadzeniu materiału, któreodetną przepływ na czas prze-łączania.

Zawór 2/2 w położeniu wyjściowym

Zawór 3/2 z otworem L w położeniach wyjściowych

Położenia wyjściowe zaworu z otworem T

Pozycja 0°

Pozycja 90°

Pozycja 0°

Pozycja 90°

Pozycja 0°

Pozycja 90°

Napędy do zasuw

56

Odpowiednie zasuwy gwaran-tują bezproblemowy przepływczynnika w rurociągu lub sku-teczne zatrzymywanie prze-pływu. Występują one jako pro-dukty standardowe o wielko-ściach od DN 50 do DN 600.

Siła napędu, potrzebna dootwarcia i zamknięcia zasuwy,zależy od wielkości nominalnej,ciśnienia roboczego i proporcjizawiesiny cząstek stałych dopłynu w czynniku. Przy wyborzeodpowiedniego napędu zawszezakłada się ciśnienie powietrzasterującego równe 6 barów.

Napęd odpowiedni do stosowa-nej zasuwy wskazuje jej produ-cent. Po konsultacjach z róż-nymi producentami osiągniętoporozumienie i ustalononapędy, które pasują do zasuwo poszczególnych wymiarach.Firma Festo określiła numerykatalogowe różnych napędówpochodzących od różnych pro-ducentów, aby zapewnić jedno-znaczny ich dobór.

Regułą jest, że zasuwy są mon-towane fabrycznie przez produ-centa, który przeprowadza teżwszystkie testy działaniaurządzenia. Do odbiorcy jestdostarczany zestaw sprawdzonypod względem funkcjonalnym.Konieczne jest przestawienieszczegółów konfiguracji napę-dów. W tej kwestii można liczyćna pomoc producenta zasuwylub specjalistów firmy Festo.

Napędy z połączeniami o wy-miarach zgodnych z DIN ISO5211 są dostępne jako pro-dukty standardowe do zasuwprodukowanych przez firmy:ErhardVAGStafsjöWecoSistagLohseOrbinox

Odpowiednie napędy w odmia-nach specjalnych są też dostę-pne do innych zasuw. Ma toznaczenie w przypadku, naprzykład, rozbudowy istnieją-cych zasuw i rezygnacji z kołaręcznego lub napędu elektrycz-nego.

57

Napędy do zasuw


Interfejs NAMUR

Układ otworów do podłączaniaelektrozaworów zgodnyz Namur VDI/VDE 3845.

Taki układ otworów upraszczapodłączenie elektrozaworówi gwarantuje zgodność urządzeń.

Wewnętrzne zasilaniepowietrzem

Interfejs NAMUR powodujewzrost ciśnienia w dolnej komo-rze napędu i odpowietrzenieprzez wewnętrzny kanał powie-trzny. W ten sposób eliminujesię konieczność podłączeniadodatkowego powietrzaz zewnątrz. Obecnie przewodytakie są z reguły odcięte, abynie odstawały od urządzenia.

Tłok napędu

Tłok dzieli napęd na dwiekomory. Gdy w komorze górnejciśnienie rośnie, komora dolnajest odpowietrzana, a tłokz tłoczyskiem porusza się w dół.Po zmianie warunków tłok poru-sza się do góry. Zastosowanedwustronne uszczelnienie war-gowe podlega autokompensacjii z tego względu charakteryzujesię długą żywotnością. Naobwodzie tłoka znajduje siępierścień magnetyczny, któryuruchamia ewentualne wyłącz-niki krańcowe.

Tłoczysko

Przegroda zasuwy jest urucha-miana bezpośrednio tłoczy-skiem. Gwint pozwala zamoco-wać tłoczysko nakrętką lubzastosować głowicę z wideł-kami, która jest połączonaz przegrodą zasuwy.

Standard owiercenia kołnierza

Wymiary połączeniowe sązgodne z normą DIN ISO 5211i pozwalają na zamontowaniezasuwy. Średnice okręgu z otwo-rami montażowymi i typ gwintupodano w tabelach w dalszejczęści.

Interfejs NAMUR

Wewnętrzny kanałpowietrzny

Tłokz uszczelnieniemwargowymi pierścieniemmagnetycznym

Tłoczysko

Gwint dogłowicy z widełkamilub nakrętki mocują-cej tłoczysko

> >

58

__



Złącza wciskane mogą byćzamontowane fabrycznie, abyuprościć montaż przewodów.Z reguły stosuje się przewodyo średnicy nominalnej 8 lub10 mm. Do złącz wtykowychmożna podłączać tylko prze-wody o standardowej średnicyzewnętrznej.

Dławienie na wylocie powietrza

Ograniczniki przepływu powie-trza są wbudowane w złączaprzewodów, aby umożliwić ide-alne dopasowanie prędkościregulacji napędu do konkret-nego zastosowania. Dzięki temumożna indywidualnie dobraćprędkość otwierania i zamyka-nia zasuwy, na przykład, abyszybkim otwarciem spowodo-wać gwałtowny spływ zrzuca-nych ścieków.

Wyłączniki zbliżeniowe

Bezstykowe uruchamianiewyłączników krańcowych zapomocą paska magnetycznegona tłoku służy do wykrywaniapołożenia niezależnie od tego,czy tłok w napędzie jest przesu-wany do przodu, czy cofany. Takisposób wykrywania położeniazapewnia odpowiednie bezpie-czeństwo zautomatyzowanychsekwencji, ponieważ uruchomie-nie następnej zasuwy będziemożliwe dopiero, gdy poprzed-nia znajdzie się w odpowiednimpołożeniu. Wbudowane diodyLED sygnalizują aktualne poło-żenie zaworu. Wyłączniki krań-cowe mogą być zamontowanefabrycznie.

Połączenie kołnierzowe

Połączenia po stronie napędusą dopasowane do typupołączenia kołnierzowegopo stronie zasuwy.

Połączenie z przegrodązasuwy

Do zasuw są dostępne odpo-wiednie połączenia widełkowei nakrętki do mocowania tłoczy-ska. Dokładny sposób adaptacjijest ustalany wcześniej wewspółpracy z producentemzasuwy. Ruch przegrody zasuwydo gniazda z uszczelnieniemmożna dostosować za pomocągwintu na tłoczysku.


Wyłącznik krańcowyz diodami LED

Połączenie kołnierzowenapędu z zasuwą

Dławienie na wylociepowietrza

Połączenie tłoczyskaz przegrodą zasuwy

Wyłącznik krańcowyz diodami LED

59

> >__

Napędy do zasuw

Konfiguracja z elektrozaworem

Elektrozawór

Do bezpośredniego podłączenianadają się zawory typu NAMUR.Zawór taki jest uruchamianyelektromagnesem. Dostępneelektromagnesy mogą być zasi-lane różnym napięciem, na przy-kład 24 V prądu stałego, 110 Vprądu przemiennego lub 230 Vprądu przemiennego. Elektro-zawory mogą być zamontowanefabrycznie w taki sposób, że poodłączeniu zasilania zasuwazostanie przesterowana w pozy-cję wyjściową.

Zawór dławiący z tłumikiemhałasu

Na złączach przewodów powie-trznych znajdują się ogranicz-niki przepływu powietrza.Umożliwiają one idealne dopa-sowanie prędkości regulacjinapędu do konkretnego zasto-sowania. Dzięki temu możnaindywidualnie dobrać prędkośćotwierania i zamykania zasuwy,na przykład, aby szybkim otwar-ciem spowodować gwałtownyspływ zrzucanych ścieków.

Przyłącze dla przewodu

Złącze wciskane może byćzamontowane fabrycznie, coułatwia podłączenie przewo-dów. Z reguły stosuje się prze-wody o średnicy nominalnej8 lub 10 mm. Do złącz wciska-nych można podłączać tylkoprzewody o standardowej śred-nicy zewnętrznej.

Wyłącznik krańcowy

Bezstykowe uruchamianieczujników za pomocą paskamagnetycznego na tłoku służydo wykrywania położenia nieza-leżnie od tego, czy tłok w napę-dzie jest przesuwany do przodu,czy cofany. Taki sposób wykry-wania położenia zapewniaodpowiednie bezpieczeństwozautomatyzowanych sekwencji,ponieważ uruchomienie następ-nej zasuwy będzie możliwedopiero, gdy poprzednia znaj-dzie się w odpowiednim położe-niu. Wbudowane diody LEDsygnalizują aktualne położeniezaworu. Wyłączniki krańcowemogą być zamontowanefabrycznie. Można stosowaćnapięcie 24 V prądu stałego,230 V prądu przemiennegoi o innych wartościach.

Punkt przełączania możnazmieniać, przesuwając prze-łącznik krańcowy w wycięciu.

Elektrozawór

Cewka elek-tromagnesu

Wyłącznikkrańcowyz diodamiLED

Tłumik do dławieniaprzepływu

Przyłączedla przewoduWielkość nominalna:8 lub 10 mm


60

Przyporządkowanie napędu dozasuwy

Siła przy wysuwie i siłapociągowa

Powierzchnia tłoka decydujeo sile działającej przy wysuwiei sile pociągowej przy danymciśnieniu powietrza sterującego.Z reguły zawsze zakłada sięciśnienie powietrza sterującegorówne 6 barów. Taki poziomciśnienia uznano za ekonomicz-nie i technicznie uzasadniony.

Siła napędu przy wysuwie tłokajest zawsze większa od siły poci-ągowej, ponieważ powierzchniadolnej strony tłoka jest zmniej-szona przez powierzchnię zajmo-waną przez tłoczysko.

Oznaczenie napędów

PrzykładDLP-160-150-ADLP typ napędu160 średnica tłoka (mm)150 skok roboczy (mm)As: sygnalizacja położenia

uruchamiana magne-tycznie

Wielkość nominalnazasuwy (DN)

Skok

Średnicatłoka

>

>

>

>

61

Długość skoku napędu

Z reguły długość skoku napęduodpowiada wielkości nominal-nej zaworu procesowego.Istnieją wprawdzie pewnerozbieżności między produk-tami różnych producentów,które są brane pod uwagępodczas określania specyfikacjinapędów przeznaczonych dokonkretnych zasuw.

Średnica tłoka (mm)

Siła przy Siławysuwie (N) pociągowa (N)

80 3016 2827100 4712 4524125 7363 6881160 12 064 11 561200 18 850 18 080250 29 452 28 698320 48 255 47 501

Konfiguracja z elektrozaworemi zbiornikiem buforowym

Dodatkowa funkcjabezpieczeństwa

Instalacja zbiornika buforowegopowietrza przed napędem jestidealnym rozwiązaniem w przy-padku zasuw specjalnych, abymożliwe było ich otwieranie lubzamykanie w razie zaniku zasila-nia. Elektrozawory służą doprzesterowania kierunku ruchunapędu.

Buforowe zbiorniki powietrza

Objętość zbiornika powietrzamusi odpowiadać objętościnapędu. Potrzebną objętośćzbiornika można obliczyćw oparciu o ciśnienie wejścio-we, na przykład 7, 8 lub9 barów.

Zawór zwrotny

Zawór zwrotny znajduje się nawlocie i uniemożliwia ucieczkępowietrza ze zbiornika w raziespadku ciśnienia w instalacjipneumatycznej.

Regulator ciśnieniaz manometrem

Wyższe ciśnienie powietrzaw zbiorniku, wynoszące 7, 8 lub9 barów, jest redukowane dowartości ciśnienia sterowania6 barów, odpowiedniej do sto-sowania w napędzie.

Akumulatorciśnienia

Napędy do zasuw

62

Ciśnienie powietrzasterowniczego: 6 bar

Regulator ciśnienia


Elektrozawór


Zawór zwrotny

Ciśnienie wejściowe,na przykład 8 barów

Obliczenie parametrówzbiornika powietrza

Jeżeli napęd jest przystosowanydo ciśnienia sterowania 6 barów,ciśnienie w zbiorniku musi miećwiększą wartość. Jeżeli ciśnieniew zbiorniku wynosi 7, 8 lub 9barów, powstaje ciśnienie różni-cowe o wartości odpowiednio 1,2 lub 3 bary. Najważniejszązmienną jest objętość napędu.Od niej zależy wielkość zbiornikapowietrza, która jest też funkcjąciśnienia różnicowego.

Objętość napędu:powierzchnia tłoka × skok, np.DLP-100-80100 średnica tłoka (mm)80 skok roboczy (mm)

V1 = Objętość jednego skokunapędu

P1 = Ciśnienie sterowanianapędu 6 barów

V2 = Objętość zbiornika powie-trza

P2 = Ciśnienie sterowaniaw zbiorniku powietrza7, 8 lub 9 barów

Wielkość zbiornika powietrzajest obliczana na podstawiewzoru:

V1 × P1 = V2 × (P2-P1)∆P= P2-P1

Objętość zbiornika V2 wynosizatem:

V1 × P1

∆P

63

V2=

Objętość zbiornika V2 przyTyp napędu Typ napędu Objętość napędu V1 ∆P = 1 bar ∆P = 2 bar ∆P = 3 bar

litry litry litry litry

DN 80 DLP-100-80-A 0,63 3,8 1,9 1,3DN 100 DLP-125-100-A 1,23 7,4 3,7 2,5DN 125 DLP-125-125-A 1,53 9,2 4,6 3,1DN 150 DLP-160-150-A 3,02 18,2 9,1 6,1DN 200 DLP-160-200-A 4,02 24,2 12,1 8,1DN 250 DLP-160-250-A 5,04 30,3 15,2 10,1DN 300 DLP-200-300-A 9,42 56,6 28,3 18,9DN 350 DLP-200-350-A 11 66 33 22DN 400 DLP-250-400-A 19,63 117,8 58,9 39,3DN 500 DLP-250-500-A 24,53 147,2 73,6 49,1DN 600 DLP-320-600-A 48,23 289,4 144,7 96,5

Przypisane napędu do zasuwyzależy od producenta. Wybranenajczęściej spotykane kom-binacje są wymienione w tabeli.W indywidualnych przypadkachmogą one być inne.

64

Zasady obowiązujące przy dobo-rze napędów zasuw stosuje sięrównież w odniesieniu do tegotypu zamknięć. Podczas oblicza-nia konfiguracji takich zastaweknależy jednak brać pod uwagęnastępujące warunki dodat-kowe:• Siła przy wysuwie i siła

pociągowa• Długość skoku• Sposób montażu do zaworu

procesowego• Połączenie tłoczyska z prze-

grodą zasuwy• Czas zamykania i otwierania• Funkcja: otwarty-zamknięty

lub sterowany

Napędy do zastawek i zamknięć śluzy

65

Napędy regulacyjne do zasuw

Napędy regulacyjne do zasuw



Jeśli zasuwa jest stosowana dodozowania określonych ilościmedium, napęd można wyposa-żyć w układ pomiaru położeniai pozycjoner. Układ pomiarupołożenia podłącza się do tło-czyska lub do przegrody zasuwy,aby odczytywał bieżące położe-nie zaworu. Wartość zadana(4–20 mA), odpowiadająca poło-żeniu, do którego napęd powi-nien się przesunąć, jest przesy-łana do pozycjonera ze sterow-nika PLC. Pozycjoner wewnętrz-nie koryguje położenie do czasu,kiedy wartość zadana i wartośćodczytana z układu pomiarupołożenia są sobie równe. Gdynapęd osiągnie zadane położe-nie, pozycjoner blokuje jegoruch. Gdy ze sterownika PLCzostanie odczytana nowa war-tość zadana, napęd będzie prze-stawiony w nowe położenie.Pozycjoner musi mieć możliwośćpodłączenia oddzielnego układupomiaru położenia.

Układ pomiaru położenia

Potencjometr liniowy o długościzgodnej ze skokiem napędupołączony jest mechanicznie„popychaczem” z tłoczyskiem.Połączenie to pozwala na śle-dzenie ruchu przegrody i odczy-tywanie aktualnego położeniazasuwy.


Doprowadzenie powietrzasterującego do przyłącza pneu-matycznego realizuje się zapomocą przyłączy wciskanychi przewodów o średnicy nomi-nalnej 8 lub 10 mm. Dwa odcinkiprzewodów łączą pozycjonerz napędem. Służą one do dopro-wadzenia i odprowadzeniapowietrza z komór roboczychprzez przyłącza.

Wyłącznik krańcowy

Bezstykowe wyłączniki krań-cowe są uruchamiane magne-tycznie. Sygnalizują one osiągni-ęcie przez napęd ustalonegopołożenia końcowego. W proce-sach związanych ze zautomaty-zowanymi sekwencjami proce-sowymi jednoznaczne potwier-dzenie w sterowniku PLC pozycjizamkniętej zasuwy ma szcze-gólne znaczenie. Można stoso-wać napięcie 24 V prądu sta-łego, 230 V prądu przemiennegoi o innych wartościach.

Wyłącznikkrańcowyz diodami LED

Przyłącza powietrzasterującego

Przyłączepneumaty-czne

Potencjo-metrycznyukładpomiarowy

Sygnałwartości zadanej 4–20 mA

E

P


__

<>

66



Podłączenie do napędu zostałoopisane wcześniej. Konfiguracjatego typu pozycjonera ułatwiadostęp i wymianę. Sygnał war-tości zadanych 4–20 mA służydo sterowania regulatora.W takim wariancie układ po-miaru położenia jest wbudo-wany w napęd.

Zintegrowany układ pomiarupołożenia

W takim przypadku przewagapolega na mechanicznymi antykorozyjnym zabezpiecze-niu układu pomiaru położenia.


Powietrze sterujące jest dostar-czane przez przyłącze pneuma-tyczne. Złącza wciskanepowinny mieć średnicę nomi-nalną 8 lub 10 mm. Dwaodcinki przewodów łącząnastawnik z napędem. Służąone do doprowadzenia i odpro-wadzenia powietrza z komórroboczych przez przyłącza.

Wyłączniki krańcowe

Bezstykowy wyłącznik krańcowyjest uruchamiany magnetycznie.Sygnalizuje osiągnięcie przeznapęd ustalonego położeniakońcowego. W procesach zwią-zanych ze zautomatyzowanymisekwencjami procesowymi jed-noznaczne potwierdzenie w ste-rowniku PLC pozycji zamkniętejzasuwy ma szczególne znacze-nie.

Zintegrowany pozycjoneri układ pomiaru położenia

Oba te moduły funkcjonalne sązintegrowane z napędem. Takierozwiązanie jest szczególnieprzydatne w warunkach ekspo-zycji na trudne warunki atmo-sferyczne.Zasilanie elektryczne: 24 Vprądu stałegoWartość zadana: 4–20 mA

Uwaga

Zastosowanie zasuw ręcznychdo zastosowania jako zasuwyregulacyjne trzeba odpowied-nio wcześniej potwierdziću producenta.

Przyłączepneumatyczne

Sygnałwartościzadanej 4–20 mA

Zintegrowanyukład pomiarupołożenia

Tłoczyskoz otworemprzelotowym


Zasilanie elek-tryczne: 24 Vprądu stałego


E

P

67

Sprężarka tłokowa 1 Zbiornik ciśnieniowy

Mikrofiltr Wyłącznik ciśnieniowy

Separatorkondensatu

Zawór odcinający

Do sieci sprężonego powietrza

Osuszacz


�

Do zasilania w sprężone powie-trze elementów automatykipneumatycznej niezbędna jestprawidłowo skonfigurowanai zainstalowana instalacja.Wśród składników instalacjiznajdują się urządzenia dogenerowania, oczyszczaniai rozprowadzania sprężonegopowietrza. Lokalizacja, w którejsystem zostanie zainstalowany,musi spełniać następującewarunki:• Atmosfera wolna od pyłu• Dostęp świeżego powietrza

i odpowiednia wentylacja• Temperatura w pomieszczeniu

od +10 do +30° C

Wytwarzanie i przygotowaniesprężonego powietrza

Sprężarka

Powietrze jest pobieranez atmosfery i sprężane przezsprężarkę do ciśnienia, na przy-kład, 10 barów. Bez wątpieniasprężarka tłokowa jest odpo-wiednim wyborem do stosowa-nia w instalacjach uzdatniania

Konfiguracja i działanie systemu sprężonego powietrza

wody i oczyszczania ścieków.Zużycie sprężonego powietrzaw takich zastosowaniach jestzazwyczaj nierównomierne,ponieważ zawory procesowemogą być uruchamiane nieregu-larnie, na przykład raz w tygo-dniu, raz na dobę lub raz nagodzinę. W związku z tymsprężarka pracuje tylko przezkrótki czas. Zaleca się zastoso-wanie systemu z dwiemasprężarkami tłokowymi, któremogą być używane naprzemien-nie. Korzyścią takiego rozwiąza-nia jest niezakłócony dostęp dosprężonego powietrza w razieawarii jednej ze sprężarek.

Separator kondensatu

Sprężone powietrze zawierazanieczyszczenia i wilgoćz atmosfery, wymagające usu-nięcia, ponieważ po dłuższymczasie eksploatacji mogą powo-dować uszkodzenia elementówinstalacji pneumatycznej.Odprowadzony kondensattrzeba usuwać w odpowiednisposób.

Mikrofiltr

Drobne zanieczyszczenia możnausuwać za pomocą mikrofiltrów.Filtr taki należy zainstalować,jeśli jest używany osuszaczmembranowy.

68

Osuszacze

Sprężone powietrze nadalzawiera w sobie znaczną ilośćwilgoci. Należy ją bezwzględnieusunąć, w przeciwnym raziebędzie się wykraplać w dalszychelementach instalacji. Skro-plona wilgoć powoduje wadliwedziałanie pneumatycznych pod-zespołów sterujących.

Osuszacze chłodnicze

Ciśnieniowy punkt rosy +3°Cjest odpowiedni dla warunkóww pomieszczeniach, gdzie tem-peratury przekraczają +10°C.

Osuszacz membranowy

Ciśnieniowy punkt rosy do –30°Cjest odpowiedni dla warunkówna zewnątrz pomieszczeń, gdzietemperatury przekraczają –20°C.

Zbiorniki ciśnieniowe

Sprężone i przygotowanepowietrze jest gromadzonew zbiorniku ciśnieniowym, którykompensuje wahania ciśnieniaw systemie. Wielkość zbiornikaustala się na podstawie takichwymagań, jak zużycie sprężo-nego powietrza oraz objętośćresztkowa, konieczna do prze-stawienia zaworów proceso-wych w położenie bezpieczne.Zbiornik musi spełniać odpo-wiednie wymagania, dotyczącezbiorników ciśnieniowych orazmusi być dopuszczony do eks-ploatacji. Aktualnie są dostępnezbiorniki o pojemności 90, 150i 250 litrów. Zwykle odpowied-nie jest ciśnienie o wartości10 barów.

Wyłącznik ciśnieniowy

System sprężonego powietrzajest nadzorowany za pomocądwóch ciśnieniowych punktówprzełączania. Punkt górny manastawę, na przykład, 10 barów.Sprężarka wyłącza się od razu,gdy ta wartość będzie osiągnię-ta. Jeśli nastawa dolnegopunktu przełączania wynosi8 barów, sprężarka włączy się,kiedy ciśnienie spadnie do tejwartości. W przypadku brakuzasilania zapewniony jestdostęp do powietrza o ciśnieniu8 bar ze zbiornika.

Zawór odcinający

W trakcie napełniania zbiornikasprężonym powietrzem zesprężarki zawór odcinającypowinien być zamknięty.Dopiero po osiągnięciu zada-nego ciśnienia zawór odcinającyotwiera się i dopuszczasprężone powietrze do instala-cji. Taka sama procedura obowi-ązuje, jeśli system został roz-prężony. Alternatywą zaworuodcinającego jest elektrozawór.Sterowanie odbywa się w takimprzypadku za pośrednictwemsterownika PLC. Dopiero gdyprzełącznik ciśnieniowy za elek-trozaworem uzyska nastawionąwartość ciśnienia, sterownikPLC przełączy elektrozawóri dopuści sprężone powietrzedo instalacji pneumatycznej.

69

Jakość sprężonego powietrza

Ze względów ekonomicznychi technicznych sprężone powie-trze należy oczyszczać tylkow stopniu koniecznym do kon-kretnego zastosowania.Powietrze trzeba tak przygoto-wać, aby nie zagrażało żywot-ności ani bezawaryjności dzia-łania pneumatycznych podze-społów sterujących.

Jakość sprężonego powietrzaokreśla się na podstawieróżnych charakterystyk zgodniez klasyfikacją jakości w normieDIN ISO 8573-1:• Zawartość cząstek stałych• Zawartość wody• Zawartość oleju

W każdym przypadku trzebaprzestrzegać specyfikacji jako-ści powietrza ustalonej przezproducenta podzespołów stero-wania pneumatycznego. Jest tojedyny sposób zapewnieniabezawaryjnej pracy, pozwala-jący uzyskać długą żywotnośćpodzespołów.

Konfiguracja i działanie systemu sprężonego powietrza

70

Klasa Cząstki stałe Woda OlejWielkość cząstek Stężenie Punkt rosy Zawartość wody Resztkowa

cząstek stałych zawartość olejumaks. w µm maks. w mg/m3 w °C w mg/m3 w mg/m3

1 0.1 0.1 –70 3 0,012 1 1 –40 120 0,13 5 5 –20 880 14 15 8 +3 6 000 55 40 10 +7 7 800 256 – – +10 9 400 –

Definicje klas skali czystości powietrza

71

Jakość sprężonego powietrzado napędów, elektrozaworówi zaworów procesowych jest zde-finiowana przez Festo w specyfi-kacji.

Cząstki stałe 40 µmKlasa 5

Zawartość wody: punkt rosy conajmniej 10°C poniżej tempera-tury otoczenia

Klasa 4 do klasy 2

Resztkowa zawartość olejumineralnego pochodzącegoze sprężarki 5 mg/m3 lub0,1 mg/m3 biooleju.

Klasa 4 do klasy 2

Podczas projektowania separa-torów wody, oleju, mikrofiltrówi osuszaczy powietrza w syste-mie przygotowania sprężonegopowietrza trzeba brać poduwagę ustalone przez wszyst-kich producentów zawartościcząstek stałych, wody i oleju.

Filtr używany w kombinacjachzespołów przygotowania sprężo-nego powietrza służy wyłączniedo usuwania cząstek stałych,a nie do usuwania wody, czyoleju.

72

Najbardziej sensownym i funk-cjonalnie niezawodnym rozwią-zaniem sieci sprężonego powie-trza jest poprowadzenie liniigłównej (kolektora) w pętli. Gdysprężone powietrze jest pobie-rane przez podzespoły sterujące,może być dostarczane do nichz dwóch stron, co pozwala kom-pensować jego pobór. W przy-padku linii z odgałęzieniamikompensacja ciśnienia powie-trza sterującego zajmuje więcejczasu. Przekrój kolektorarównież odgrywa dużą rolęw dostarczaniu powietrza dopodzespołów sterujących.W praktyce stosuje się kolek-tory o średnicy 1, 2 lub 3 cale,które okazały się wystarczającoprzepustowe. Należy jednakkażdy indywidualny przypadekrozpatrywać oddzielnie. Wśródważnych czynników, wpływa-jących na dobór przekrojukolektora sprężonego powie-trza, należy wymienić:• Częstotliwość przełączania

napędów zaworów proceso-wych

• Uruchamianie napędów jed-noczesne lub niejednoczesne

• Zużycie sprężonego powietrzaprzez napędy

• Wymagany czas przełączanianapędów

Zagadnienia te należy przedys-kutować ze specjalistą firmyFesto. Zaleca się poprowadzenieinstalacji ze spadkiem 1–2%w kierunku przepływu powie-trza, zwłaszcza w liniach z odga-łęzieniami. Doświadczeniewykazało, że kondensat możeniespodziewanie zgromadzić sięw przewodach kolektora zasila-jącego, zwłaszcza gdy systemsprężonego powietrza jest uru-chamiany po raz pierwszy lubjest uruchamiany po postoju.W najniższym punkcie instalacjitrzeba zainstalować zawór spu-stowy do usuwania kondensatu.Zamontowanie dodatkowychzaworów odcinających umożli-wia odłączenie poszczególnychfragmentów sieci sprężonegopowietrza.

>

>

Sieć sprężonego powietrza

73

Innym wariantem poprowadze-nia instalacji, alternatywnym dlapętli, jest kolektor z odgałęzie-niami. W celu zrównoważenianiekorzystnego zjawiska, jakimjest powolna kompensacjaciśnienia w instalacji, należy nadrugim końcu linii zainstalowaćmniejszy zbiornik na sprężonepowietrze. Spadek ciśnieniabędzie wówczas kompensowanyz tego zbiornika i ciśnienie szyb-ciej powróci do prawidłowejwartości. Takie rozwiązanieumożliwia szybkie rozprowadze-nie powietrza w instalacji, gdysterowanie napędami spowodo-wało duże zużycie sprężonegopowietrza.

Ciśnienie w sieci o konfiguracjizamkniętej lub liniowej powinnobyć co najmniej o 1, 2 lub 3 barywiększe od ciśnienia sterującegow napędach. Taką wartośćmożna ustawić regulatoremciśnienia w zbiorniku sprężarki.Z uwagi na to, że potrzebneciśnienie powietrza sterującegojest z reguły ustalane na pozio-mie 6 barów, ciśnienie w siecipowinno wynosić co najmniej7 barów. Ciśnienie 7 barówi wyższe jest następnie reduko-wane do 6 barów za pomocąreduktora (regulatora ciśnienia)w szafce sterowniczej. Tak zorga-nizowany spadek ciśnieniaw poszczególnych sekcjach gwa-rantuje niezawodne sterowanienapędami pneumatycznymi.

> >

Główny zbiornik ciśnieniowy

Pomocniczy zbiornik ciśnieniowy

Bezpieczeństwo w sieci

Sieć należy monitorować zapomocą wyłączników ciśnienio-wych. Instaluje się je w zespo-łach przygotowania sprężonegopowietrza doprowadzanego doszafek sterowniczych wyspzaworowych. W razie nagłegospadku ciśnienia, na przykładw wyniku przerwania lub odłą-czenia przewodu, wyłącznikciśnieniowy wysyła sygnał dosterownika PLC. Sterownik możenastępnie wykonać odpowied-nie czynności zapisanew programie.

74

W celu obliczenia wyposażeniado generowania sprężonegopowietrza należy obliczyć zuży-cie powietrza w ciągu godziny,doby lub tygodnia. Z regułyzużycie sprężonego powietrzajest niewielkie. Wykazano tow przykładach w dalszej części.Systemy są często przewymia-rowane, co prowadzi do wytwa-rzania nieekonomicznych ilościsprężonego powietrza. Podczasobliczania zużycia należy wziąćpod uwagę dwa aspekty: zuży-cie do sterowania procesem,tzn. uruchamiania zaworów pro-cesowych, oraz wielkość naczy-nia ciśnieniowego. Wielkośćnaczynia zależy od liczby zawo-rów procesowych, którymitrzeba sterować w razie awariizasilania. Ta sytuacja równieżzostanie zobrazowana w przy-kładach.

Za podstawę do obliczaniazapotrzebowania na sprężonepowietrze przyjmuje sięnastępujące czynniki:• Wielkość nominalna zaworów

procesowych• Typ używanych napędów• Objętość jednego skoku

napędu• Objętość jednego cyklu

napędu

W celu uproszczenia obliczeńzapotrzebowanie na sprężonepowietrze zostanie policzonewstecz jako objętość wlotowasprężarki.

Obliczenie zużycia powietrza

Przykład systemu filtracjiw instalacji uzdatniania wody

Instalacja uzdatniania wodyjest wyposażona w 8 filtrów.Przy filtrach zainstalowano7 przepustnic i 1 zawór dosekwencyjnego sterowaniaprzepływem oczyszczonejwody. Instalacja uzdatnianiawody nie jest wyposażonaw zasilanie awaryjne. W razieawarii zasilania filtry trzebazamknąć po stronie wody brud-nej i czystej, aby nie pracowały„na sucho”. Jeśli w chwili awariizasilania trwa płukanie filtra,płukanie zostanie przerwanei zamknie się przepustnicapowietrzna lub wody płuczącej.Należy to brać pod uwagę pod-czas wymiarowania naczyniaciśnieniowego.

Wodasurowa

Odpowie-trzenie

Zanieczyszczenia

CiśnienieróżnicowePoziomnapełnienia

Wodaoczyszczona

Filtratpoczątkowy

Spust

Powietrzedo płukaniafiltra

Woda dopłukania

�

��

Wielkość nominalna Zawór procesowy Typ napędu

DN 250 Zawór tłokowy DRD-50 12 24 1008DN 250 Przepustnica DRD-50 12 24 24DN 50 Przepustnica DRD-8 2,1 4,2 4,2DN 400 Przepustnica DRD-225 49,8 99,6 99,6DN 250 Przepustnica DRD-50 12 24 24DN 250 Przepustnica DRD-50 12 24 24DN 100 Przepustnica DRD-8 2,1 4,2 4,2DN 400 Przepustnica DRD-225 49,8 99,6 99,6Razem na filtr ok.1300

Zapotrzebowanie filtra na powietrze

Objętość wlotowana skok w litrach

Objętość wlotowa nacykl w litrach

Objętość wlotowana tydzień

75

Filtry są płukane raz w tygodniu,tzn. napędy wykonują jedencykl w tygodniu. Wyjątkiem sązawory tłokowe.

Zapotrzebowanie zaworutłokowego na powietrze

W obliczeniach założonoczęstość regulacji 5 razy nagodzinę. Każda regulacja odle-głości przesunięcia wynosi 10%skoku. Prowadzi to do następu-jącego zapotrzebowania napowietrze:Na godzinę: 12 l × 0,1 × 5 =

6 l/godz.Na dobę: 6 l × 24 godz. =

144 l/dobęNa tydzień: 144 × 7 dni =

1008 l/tydzień

Tygodniowe zapotrzebowaniena powietrze na jeden filtrw oparciu o tabelę 1300 litrówTygodniowe zapotrzebowaniena powietrze na 8 filtrów, pozaokrągleniu 10 400 litrów

Wydajność sprężarki:Założenie: 50% czasu pracy

ciągłej50% sprawności

Sprężarka tłokowa powinna pra-cować w cyklu 50%, tzn. czaspracy i czas przestoju powinnybyć takie same. Stopień efek-tywności określa efektywnądostarczoną objętość w odnie-sieniu do objętości wlotowejsprężarki.

Objętość wlotowa na tydzień:10 400 l : 0,5 : 0,5 =41 600 l/tydzień

Objętość wlotowa na minutę:41 600 l : 7 : 24 : 60 =4,2 l/min

Poza sprężonym powietrzempotrzebnym do uruchamianiazaworów procesowych trzebauwzględnić wycieki w podzespo-łach sterowania pneumatycz-nego. Z uwagi na długą bezczyn-ność sprężarki można wstępniezałożyć, że rzeczywiste zapotrze-bowanie jest dwa razy większe.Ponadto zapotrzebowanie nasprężone powietrze rośnie wrazze wzrostem długości przewo-dów użytych do połączenia szafkisterowniczej i wyspy zaworowej.

Przykład:

Przewody PLN-8 × 1,25,materiał: PE• Średnica zewnętrzna: 8 mm• Średnica wewnętrzna: 6,75 mm• Objętość w odcinku 10 m: 0,36 l

Przykładowe obliczenie wyraźniepokazuje, jak niewiele sprężo-nego powietrza potrzeba w sys-temie filtracji w instalacji uzdat-niania wody.

Dostępne sprężarki tłokowedysponują objętością wlotowąrzędu 150 litrów na minutęi więcej.

76

Pojemność naczyniaciśnieniowego

Jak wykazano wcześniej, wyma-gana pojemność zbiornikawynika z liczby zaworów proce-sowych, które trzeba zamknąć.W tych rozważaniach zostanieomówiony proces filtracji.Trzeba zamknąć wszystkiezawory tłokowe i przepustnicewody surowej.

Z uwagi na fakt, że ciśnieniepowietrza sterującego donapędów ma wartość 6 barówi minimalne ciśnienie w naczy-niu ciśnieniowym wynosi, naprzykład, 8 barów, do bezpiecz-nego zamknięcia zaworów jestdo dyspozycji ciśnienie 2 bary.

Minimalna wielkość naczyniaciśnieniowego wynika z podzie-lenia 200 litrów przez ciśnienie2 bary.

Naczynie ciśnieniowe musimieć pojemność większą od100 litrów.

Obliczenie zużycia powietrza

Wielkość Zawór procesowy Typ napędunominalna

8 × DN 250 Zawór tłokowy DRD-50 12 8 × 128 × DN 250 Przepustnica DRD-50 12 8 × 12Razem 192

Objętość wlotowana skok w litrach

Objętość wlotowaw litrach

77

Przykład fermentoraw instalacji uzdatniania wody

Zawór procesowy w zbiornikufermentora jest zautomatyzo-wany. Trzeba obliczyć wyma-ganą ilość sprężonego powie-trza na 10 zaworów proceso-wych. Zakłada się, że zaworyprocesowe są przełączane razw tygodniu, tzn. wykonują jedencykl w tygodniu. Instalacjasprężonego powietrza powinnapokryć dodatkowe zapotrzebo-wanie na powietrze. Dysponu-jemy instalacją, której objętośćwlotowa wynosi 300 litrów naminutę, wyposażoną w zbiornikciśnieniowy o objętości 350 lit-rów. System pracuje z ciśnie-niem maksymalnym 10 barów,a ciśnienie w sieci sprężonegopowietrza wynosi 8 barów.Praca jednego fermentora jestzautomatyzowana. Istniejącezawory procesowe mają takisam rozmiar nominalny jakzawory użyte do rozbudowy.

Istniejący system jest odpo-wiednio obliczony i uzyskujeobjętość wlotową na poziomie350 litrów na minutę. Wielkość Zawór procesowy Typ napędu

nominalna

DN 300 Zasuwa DLP-200-300 127,2 127,2DN 200 Zasuwa DLP-160-200 56,4 56,44 × DN 150 Zasuwa DLP-160-150 4 × 42,3 1169,2DN 125 Zasuwa DLP-125-125 21,5 21,53 × DN 80 Zasuwa DRD-8 3 × 4,2 12,6Razem ok. 390 l

Ścieki surowe

Osad końcowy/cyrkulacja osadu

Ogrzewanie osadu

Pompa obiegowa

Opróżnianiezbiornika

Sprężarka

Do zbiornika gazu

Przelew awaryjny

Spust osadówpłynnych

Zanieczyszczeniapływające i odpływosadu ze ścieków

�

�

�

�

�

Objętość wlotowana cykl w litrach

Objętość wlotowana tydzień

78

Podczas montażu i instalacjinapędów pneumatycznychi systemów automatyki trzebabrać pod uwagę kilka szczegól-nych zagadnień. Jeżeli w insta-lacji znajduje się sprężonepowietrze, poszczególne pod-zespoły mogą stanowić zagro-żenie. Z tego względu pracemontażowe muszą wykonaćosoby z odpowiednimi kwalifi-kacjami.Poniższe wskazówki i opisyprocedur nie wyczerpują listyzagadnień, na które trzebazwracać uwagę. Są one opartena doświadczeniu zdobytympodczas realizacji wielu projek-tów. Zawsze całość odpowie-dzialności spoczywa na bar-kach firmy, która wykonujeprace. Specjaliści firmy Festosą gotowi świadczyć pomoci służyć radą.

Przypisanie napędów nawyspie zaworowej

Okablowanie wyłączników krań-cowych i podłączanie przewo-dów sprężonego powietrzamożna rozpocząć po zamonto-waniu zaworów procesowychw instalacji wodociągowej lubw instalacji uzdatniania wody.Przypisanie i podłączanie odpo-wiednich wyłączników krańco-wych do wejść cyfrowych wyspyzaworowej wykonuje się zgod-nie z dokumentacją. Ta samazasada dotyczy przypisanianapędów do elektrozaworówna wyspie zaworowej.

Montaż, instalacja i wdrożenie

Prowadzenie przewodów

Przewody, podobnie jak kable,można układać w korytkach,kanałach lub w rurach z two-rzywa sztucznego. Szczególnąuwagę trzeba zwrócić nadopuszczalne promienie gięcia,które zależą od przekrojui materiału, z którego wykonanoprzewód. Poniższe wartościdotyczą prowadzenia przewo-dów typu PLN używanychw wodociągach i w instalacjachuzdatniania wody.• Wielkość nominalna 6

Min. promień gięcia 11 mm• Wielkość nominalna 8




Min. promień gięcia 55 mm

W przypadku prowadzeniaprzewodów na zewnątrz trzebakorzystać z wersji odpornych napromieniowanie UV. Przewodytrzeba też osłonić w celu dodat-kowego zabezpieczenia.

Wyspa zaworowa w terminalu sterującym

>Fieldbus

Sterowniki PLC>

79

Praca z szafką sterowniczą

Szafki sterownicze powinny byćtrwale zamocowane (do ścianylub na stojaku) zgodnie z doku-mentacją. W przypadku instala-cji poza pomieszczeniami możnastosować dodatkowe zabezpie-czenie przed warunkami atmo-sferycznymi. Po podłączeniuwszystkich kabli i przewodówdo napędów można podłączyćnapięcie elektryczne i sprężonepowietrze do zespołu przygoto-wania sprężonego powietrza.Po wykonaniu tych czynnościnie należy włączać ciśnieniaw instalacji sprężonego powie-trza. Sprężone powietrze możnadoprowadzić do wyspy zaworo-wej i do napędów, powoli otwie-rając zawór odcinający tak, abynastąpiło przedmuchanie tychelementów instalacji.

Włączenie systemusprężonego powietrza

Podczas rozruchu trzeba prze-strzegać instrukcji obsługidostarczonej przez producenta.Zawór odcinający na końcu sys-temu, w miejscu połączeniaz siecią sprężonego powietrza,musi być zamknięty. W przeciw-nym razie będzie niemożliweuzyskanie koniecznego ciśnie-nia, ponieważ powietrze będzieuchodzić przez sieć i pozostałepodzespoły. Taka sama proce-dura obowiązuje podczasponownego rozruchu systemupo awarii zasilania.

Trzeba kontrolować jakośćsprężonego powietrza, zwłasz-cza jeśli do jego wytwarzaniasą używane sprężarki olejowe.Jeżeli powietrze nie jest odpo-wiednio przygotowane, niemożna dopuścić, aby dostałosię do sieci sprężonego powie-trza ani do pneumatycznychpodzespołów sterujących.

Zanim sieć sprężonego powie-trza zostanie zasilona powie-trzem, ręczny zawór załączającyw zespołach przygotowaniapowietrza trzeba przestawićw położenie zamknięte. W tensposób uniknie się przypadko-wego uruchomienia napędówpneumatycznych. Sieć sprężo-nego powietrza można stop-niowo napełniać powietrzem,gdy ciśnienie w zbiorniku osi-ągnie nastawioną wartość 7, 8,9 lub 10 barów. Należy wówczaskrótko przedmuchać poszcze-gólne odcinki, otwierając zaworyodcinające, aby wydmuchnąćwszelkie zanieczyszczeniaz sieci.

Sprężarka tłokowa 1 Naczynieciśnieniowe

Mikrofiltr Wyłącznik ciśnieniowy

Separatorkondensatu

Zawórodcinający

Do siecisprężonego

powietrza

Osuszacz


�

80

Rozruch na sucho

Przed uruchomieniem systemusterowania instalacji uzdatnia-nia wody czy oczyszczania ście-ków należy sprawdzić prawidło-wość działania poszczególnychelementów systemu. Najproś-ciej jest to zrobić przed napeł-nieniem systemu.

Najważniejsze kroki postępo-wania:• Ustawić ciśnienie sterujące

w szafce sterującej o wartości6 barów, korzystając z regula-tora ciśnienia w zespole przy-gotowania sprężonegopowietrza.

• Pozycjonery i inne elementysterujące, które mogą praco-wać z ciśnieniem maks.7 barów, należy na raziepozostawić bez ciśnienia,używając zaworu odcina-jącego. Dopiero po uzyskaniuciśnienia 6 barów w instalacjizasilającej można włączyćsprężone powietrze.

• Sprawdzić położenie wyj-ściowe napędów. Jeśli nie jestzgodne z założeniem, możnaje poprawić w napędzie lubw szafce sterowniczej, zmie-niając przewód.Ważne: najpierw trzeba prze-dmuchać szafkę sterownicząza pomocą ręcznego zaworuodcinającego.

• Jeżeli pozycjonery nie zostałyskalibrowane fabrycznie,trzeba tę czynność wykonaćw miejscu eksploatacji.W tym celu trzeba doprowa-dzić sprężone powietrzei sygnał prądowy lub napię-ciowy. Zgodnie z instrukcjąobsługi.

• Przełączyć napęd na pozycjęotwórz/zamknij. Następnieprzy pomocy ręcznego prze-łącznika na elektrozaworzewyspy zaworowej przestero-wać poszczególne zawory,sprawdzając w ten sposóbpozycje armatury.

Elektrozawory z jedną cewkąmają jeden przełącznikpomocniczego uruchamianiaręcznego, zawory z dwomacewkami — dwa.

• Ustawić czas otwieraniai zamykania zaworów proce-sowych za pomocą zaworówdławiących na wylocienapędu. Obracając śrubęregulacyjną lub pokrętłona zaworach dławiącychw prawo uzyskuje się wydłu-żenie czasu, w lewo nato-miast skrócenie. Przesterowy-wać napędy kilka razy z jed-noczesnym pomocniczym uru-chamianiem ręcznym aż doosiągnięcia żądanych warto-ści czasu przełączania.

• Sprawdzić połączenia kablo-we wyłączników krańcowych.Odpowiednie diody LED namodułach wejściowychzaświecą się na terminaluCPX wyspy zaworowej. Jest toprosty sposób kontroli prawi-dłowego przypisania wyłącz-ników krańcowych. Jeślikomunikacja między sterow-nikiem i wyspą zaworową jużdziała, prawidłowe przypisa-nie wyłączników krańcowychna liście alokacji możnasprawdzić programowo.

Pomocnicze uruchamia-nie ręczne (HHB) elektro-zaworu

Regulacja zaworudławiącego nawylocie powietrza

Montaż, instalacja i wdrożenie

81

Przewody i akcesoria

Gwarancją bezpiecznej instalacjielementów pneumatycznychjest stosowanie odpowiednichprzewodów i właściwie dobra-nych akcesoriów.

82

Normy w praktyce

83

Armatura, napędy czy też akce-soria wielu producentów niepozwalają na bezpośredniepołączenie ze sobą bez dodat-kowych interfejsów. Z tegowzględu w przemyśle wdrożonostandaryzację różnych interfej-sów. Celem takiego zabiegujest ułatwienie dopasowaniaposzczególnych podzespołów.Standaryzacja umożliwiłazmniejszenie ich liczby. Inter-fejsy zastosowane w napędachobrotowych i liniowych Festo sązgodne z następującymi nor-mami:

• Napęd do zaworu proceso-wego1505210/5211, DIN 3337

• Napęd do moduły wyłącznikakrańcowegoVDI/VDE 3845, NAMUR

• Napęd do elektrozaworuVDI/VDE 3845, NAMUR

W każdym indywidualnym przy-padku trzeba ocenić, czy jestzapewniona zgodność połącze-nia kołnierzowego i zgodnośćwałka napędu obrotowego.Firma Festo we współpracy zeznanymi producentami spraw-dziła zgodność tych interfejsóww wielu zaworach procesowych.W szczególności dotyczy toprzepustnic, zasuw i zaworówkulowych.

ZasuwaWielkość nominalna(DIN)

PrzepustnicaWielkość nominalna(DIN)

Skok

Średnica tłoka

>

>

>

>____

84

ISO 5211

Wymiary kołnierza napęduobrotowego z interfejsemzgodnym z ISO 5211

* Dopuszczalny moment obrotowy podczas stosowania napędów obroto-wych, który można przenieść przez kołnierz mocujący i łączniki. Podanewartości są oparte na następujących założeniach: dokręcenie śrub,dopuszczalne naprężenia, typ naprężeń i współczynnik tarcia międzykołnierzami.

Widok napędu obrotowego lub liniowego od dołu

Otwory typu MxxPrzykład: M6, M8 itd.

d = średnica owiercenia

d [mm] Oznaczenie Moment Śrubykołnierza obrotowy* [Nm] mocujące

36 F03 32 4 × M542 F04 63 4 × M650 F05 125 4 × M670 F07 250 4 × M8

102 F10 500 4 × M10125 F12 1000 4 × M12140 F14 2000 4 × M16165 F16 4000 4 × M20254 F25 8000 8 × M16298 F30 16 000 8 × M20

85

Kształt i wymiary napędówi elementów napędzanychnapędami obrotowymi

Zgodnie z normą ISO 5211element, który przenosi siły lubmomenty obrotowe z napędu nawałek zaworu procesowego,może mieć kształt opisany poni-żej. Najczęściej występującymkształtem elementu łączącegojest kwadrat, a wałek typu „pod-wójne D”, w którym znajdują siędwie równoległe płaszczyzny,występuje rzadziej. Ustanowionewymiary krawędzi kwadratu lubpłaszczyzn podano w tabeli poni-żej. Wymiar s dotyczy kwadratuoraz wałka z dwiema płaszczy-znami.

KołnierzF03

F04

F05

F07

F10

F12F14F16F25

F30

s* [mm]9

10111214161719222427323646556075

* Tolerancja wymiarów H11/h11(zgodnie z ISO/R 286)

Wałek z wycięciem pod klin,występujący w wielu rozmia-rach, jest też często spotykanyw dużych zaworach proceso-wych (przepustnicach), w któ-rych jest wymagane stosowaniedużych momentów obrotowych.

Kwadrat o boku S

Dwie płaszczyzny F

Wycięcie pod klin czółenkowy K

S

S

Strzałka pokazuje kierunekprzepływu w rurze.

86

ISO 5211

Opis

Oznaczenie kołnierzy jestnastępujące:• Litera F• Dwie cyfry

Przykład: kołnierz F04,średnica okręgu z otworami:42 mm, 4 szt. śrub mocujących M6

Napędy obrotowe trzeba oznaczyćnastępująco:• Oznaczenie kołnierza (powyżej)• Oznaczenie typu połączenia za

pomocą następujących symboli:– K wałek z wycięciem– S wałek kwadratowy– F wałek z dwiema płaszczy-

znami• W przypadku napędów obroto-

wych z czopem kwadratowymlub z dwiema płaszczyznamiwartość S w tabeli poniżej musiznajdować się po prawej stronielitery.

Przykład: napęd z kołnierzem F05S14, średnica okręgu z otworamimontażowymi: 50 mm, czop kwa-dratowy o krawędzi 14 mm, 4 szt.śrub montażowych M6

87

DIN 3337

Norma DIN 3337 definiujepołączenia napędów obroto-wych z zaworami procesowymioraz wymiary elementówłączących i kołnierzy.

Ta norma zawiera wszystkieustalenia, dotyczące kołnierzyod F05 do F25 z normy DINISO 5211 oraz normy między-narodowej ISO 5211/3: 1982.

Postanowienia uzupełniająceh2, h3 i l3, postanowieniadotyczące kołnierzy F03 i F04,wymiary związane z czopemkwadratowym stanowią uzupe-łnienia lokalne do normyISO 5211, część 3.

Zakres zastosowań

Norma ta odnosi się do wymia-rów elementów w interfejsachnapędów obrotowych, któresłużą do przenoszenia siły lubmomentu obrotowego donapędzanego podzespołu(trzpień zaworu).

Czop kwadratowy (V)według normy DIN 79

Z klinem czółenkowym (S)

Wymiary, oznaczenie

Czop kwadratowy jest w tej nor-mie zdefiniowany jako elementłączący między napędem obro-towym i zaworem procesowym,który ma takie same wymiary,jak określone w normie DIN ISO5211, ale obrócone o 45° (rysu-nek). W normie jest też okre-ślone identyczne położeniepołączenia za pomocą klinaczółenkowego (rysunek).

Przykład: F07 S17,średnica okręgu z otworami:70 mm, 4 szt. śrub montażowychM8, czop o krawędzi 17 mmobrócony o 45°.

S

88

VDI/VDE 3845 NAMUR

Interfejsy: sterowany elementwykonawczy — napęd —akcesoria do napędów

W tym rozdziale opisano inter-fejsy między sterowanymielementami wykonawczymi,napędami i akcesoriami.Nawiązano do istniejącychnorm oraz przedstawiono zale-cenia odnośnie mocowaniapozycjonerów, zaworów steru-jących i urządzeń przesyła-jących sygnały do napędówpneumatycznych.

Cel i zakres

Niniejsze wskazówki zawierająuzgodnienia dotyczące spój-nych interfejsów podstawowychfunkcyjnych w napędach. Celemtych uzgodnień jest umożliwie-nie łączenia grup funkcyjnych,pochodzących od różnych pro-ducentów.

Grupami funkcyjnymi w sensietych wytycznych są:• Sterowany element wykonaw-

czy, który ogranicza lubzatrzymuje przepływ mate-riału za pomocą regulowa-nego reduktora przekroju(zaworu procesowego).

• Napęd, który ustala lub ste-ruje redukcją przekroju zapomocą zmiennej siły lubprzemieszczenia.

• Urządzenia sterujące lubgenerujące sygnał, służące dosterowania napędem i wypo-sażeniem do zasilania pomo-cniczego (zawory NAMUR,wyłączniki krańcowe).

Normy i zalecenia dotycząceinterfejsów

InterfejsyZawór procesowy i napęd obro-towy

Szczegóły dotyczące tegopołączenia są ustalonew następujących normachi zaleceniach:• DIN 3337 — połączenie

napędu obrotowego z zawo-rem procesowym (wymiarypołączenia)

• Zalecenia NAMUR z lipca1985

• Połączenie napędów obroto-wych z zaworami proceso-wymi Pr EN 12 116.

PołączenieZawór procesowy z napędemliniowym

Szczegóły dotyczące tegopołączenia są ustalonew następujących normachi zaleceniach:• DIN 3358 — połączenie

napędów liniowych z zawo-rami procesowymi (wymiarypołączenia kołnierzowego)

• DIN ISO 5210 — połączenienapędów obrotowych z zawo-rami procesowymi (napędobrotowy jest silnikiemelektrycznym, który obracatrzpień; nie jest to napędpneumatyczny)

89

InterfejsyNapęd obrotowy z akcesoriamido napędu

Poziom montażu 1

Do mocowania pozycjonerówi urządzeń sygnalizacyjnych zapomocą:• czterech otworów o średnicy

6,5 mm do mocowania pozy-cjonera,

• czterech otworów gwintowa-nych M4 do mocowania pozy-cjonera i otworu centralnego,przez który przechodzi wałekłączący.

Poziom montażu 2

Do mocowania wspornika donapędu obrotowego za pomocąotworów o średnicy 5,5 mm.

Na górnej powierzchni kołnie-rza napędu obrotowego, uży-wanej do montażu, muszą znaj-dować się cztery otwory gwin-towane M5 o głębokości 8 mm.Norma dopuszcza następującewymiary wsporników:

Poniższe interfejsy uważasię za nieużywany standardw następujących przypadkach:

5,5

B

L

25

H

Befestigungsebene 1

Befestigungsebene 2

4 12

4+0.1M6

L8080

130130

W30303030

H20303050

L 50L 50

W 25W 25

H 20H 30

Poziom montażu 1

5.5

L

W

M6 25

H4

4+0.1

12

Poziom montażu 2

90

VDI/VDE 3845 NAMUR

Interfejsy elektrozaworów(z bezpośrednim mocowaniemkołnierzowym)

Na górnej powierzchni kołnierzaużywanego do montażu musząznajdować się cztery otworygwintowane M5 o głębokości8 mm. Do dwóch z tych otworówpasuje gwintowany kołek kodu-jący (jeden w każdym położeniuelektrozaworu), który zapewnia,że zawór sterujący możnazamontować wyłącznie w jed-nym położeniu (zapewnia tookreślony kierunek działanianapędu). Kołek kodujący powkręceniu musi wystawać 2 mmponad powierzchnię kołnierzai w ten sposób pasuje do odpo-wiedniego wgłębienia w elektro-zaworze (znajduje się ono tylkopo jednej stronie, głębokośćminimalna: 3 mm, średnica:5,5 mm).

Połączenia przewodu powietrzasterującego między elektro-zaworem i napędem są uszczel-nione pierścieniami o-ring (16 ×2 mm). Gniazda pierścieni o-ringznajdują się w korpusie elektro-zaworu.

Pierścienie o-ring, śruby mocu-jące i gwintowany kołek kodu-jący znajdują się w dostarcza-nym zestawie z elektrozaworem.

Jeżeli montaż bezpośredni niejest możliwy (brak interfejsuNAMUR), należy użyć adapterado montażu elektrozaworu nakołnierzu. Adapter taki rzadkoznajduje się w dostarczonymzestawie z napędem obrotowymi jest czasami dostępny donabycia oddzielnie. Pozycjainterfejsu NAMUR na napędzieobrotowym nie jest określona.

Podłączanie elektrozaworówbez interfejsu NAMUR (nieprzy-stosowane do bezpośredniegomontażu na kołnierzu)

Jeżeli nie ma możliwości bezpo-średniego montażu na kołnie-rzu, należy zgodnie z normąDIN ISO 228 część 1 wykonaćotwory G¼, służące do podłą-czenia przewodów dostarcza-jących sprężone powietrze donapędu obrotowego i elektroza-woru.

Jeżeli sterowanie napędamiwymaga bardzo krótkiego czasunarastania ciśnienia lub roz-prężania, przekrój połączeńi przewodów łączących musibyć odpowiednio dobrany.

4 otwory M5(mocowanie i kodowanie)

2 otwory ¼”(podłączenie powietrza)

91

Pneumatyka i zabezpieczenie przed wybuchem

Dyrektywa 94/9/WE (ATEX)

Nowa dyrektywa, dotycząca eks-ploatacji urządzeń w atmosferzegrożącej wybuchem, weszław życie 1 lipca 2003 roku.Dyrektywa ta, zatytułowanaroboczo ATEX, harmonizujeróżne wymagania na terenieUnii Europejskiej. Jej celem jestzapewnienie spójnych standar-dów bezpieczeństwa oraz usu-nięcie przeszkód napotykanychw handlu. Dyrektywy dotycząceinnych regionów np. StanówZjednoczonych, zawierają niecoinne zalecenia.

Dyrektywa 94/9/WE stanowitakże uzupełnienie wcześniej-szych dyrektyw. Wprowadzanąnowością jest wymóg uzyskaniaatestów (dopuszczeń) na urzą-dzenia nieelektryczne, takie jaknapędy pneumatyczne.

Zmiany te oznaczają, że firmy,które do tej pory stosowałynapędy pneumatyczne w obsza-rach zagrożonych wybuchem,obecnie są zmuszone do stoso-wania produktów pneumatycz-nych z odpowiednim certyfika-tem.

Przegląd najważniejszychzmian

Główne zmiany w nowej dyrek-tywie 94/9/WE są następujące:• Wyposażenie nieelektryczne,

na przykład napędy, są objętewymaganiami dyrektywy.

• Wyposażenie jest podzielonena kategorie, które są z koleiprzypisane do odpowiednichstref.

• Nowe oznaczenie CE.• Każda część wyposażenia

musi być dostarczonaz instrukcją obsługi i deklara-cją zgodności.

• Zabezpieczenie przed wybu-chem pyłu obecnie podlegawymaganiom dyrektywy.Strefy zagrożenia są podzie-lone w taki sam sposób, jakobszary zagrożenia wybu-chem substancji gazowej.

• Obowiązuje w górnictwie orazw innych branżach, w którychwystępują obszary zagrożonewybuchem.

• Określa ogólne wymaganiabezpieczeństwa.

• Dotyczy też kompletniezabezpieczonych systemów.

Uwaga

Najnowsze informacje orazdeklaracje zgodności i doku-mentacje produktów możnaznaleźć na stroniewww.festo.com

92

Obszary zagrożone wybuchem

Do wybuchu może dojść gdyzaistnieją określone warunki.Mieszanka wybuchowa możepowstać, na przykład, podczasprodukcji, transportu lub maga-zynowania palnych gazów, pły-nów lub pyłu. Takie obszarynazywają się obszarami zagro-żonymi wybuchem (strefy ATEX).Nawet nieduża iskra, którapowstaje podczas wyłączaniaświatła, wystarczy do zapłonumieszanki wybuchowej.

Mieszaniny z gazem, mgłą lubparami, stanowiące zagrożeniewybuchem, mogą tworzyć się w:• fabrykach chemicznych• instalacjach ze zbiornikami

paliwa• rafineriach• oczyszczalniach ścieków• lotniskach• elektrowniach• fabrykach farb• lakierniach• stoczniach

Mieszaniny z pyłem, stanowiącezagrożenie wybuchem, mogątworzyć się w:• fabrykach chemicznych• elektrowniach• fabrykach farb• młynach• cementowniach• stoczniach• fabrykach żywności dla zwie-

rząt• spalarniach śmieci i w wielu

innych obszarach, gdzietowary luzem uwalniają pyłpodczas obróbki lub trans-portu.

Zabezpieczenie przed wybu-chem obejmuje wszystkieśrodki ostrożności, mające nacelu zminimalizowanie zagroże-nia życia oraz zagrożenia bez-pieczeństwa maszyn i urządzeń.

Elektryczne źródła zapłonu

• Iskrzenie podczas odłączaniaelektromagnesów (wyładowa-nie łukowe, iskrzenie).

• Zjawiska podczas ekwipoten-cjalizacji instalacji.

• Gorące powierzchnie elektro-magnesów.

Mechaniczne źródła zapłonu

• Gorące powierzchnie na sku-tek tarcia i sprężania

• Kompresja adiabatyczna• Wyładowania elektrostatyczne• Iskrzenie wywołane uderza-

niem

Inne możliwe źródła zapłonu

• Otwarty ogień lub płomienie(spawanie, palenie tytoniu)

• Gorące powierzchnie (łożyskalub hamulce)

• Reakcje z samozapłonem(reakcje silnie egzotermiczne)

• Substancje z tendencją dosamozapłonu

• Ultradźwięki• Wyładowania atmosferyczne

Tlen Źródło zapłonu

Substancje palne (gaz, pył)

93

Szczegółowe informacje natemat dyrektywy

Dyrektywa definiuje obszary,w których należy używać wypo-sażenia pneumatycznego orazokreśla urządzenia, które sąodpowiednie do zastosowania.W kontekście lokalizacji doko-nano podziału na zastosowaniaw górnictwie lub podobnymśrodowisku lub zastosowaniepoza górnictwem.

Jeżeli wyposażenie pneuma-tyczne jest przeznaczone doużywania w strefie ATEX,operatorzy, producenci orazdostawcy urządzeń musząuzgodnić klasyfikację strefATEX oraz kategorii sprzętu.

Grupa Kategoria Obszary zastosowańwyposażenia wyposażenia

I M1 GórnictwoM2

Strefa Strefa Częstość II Wszystkie obszary inne niżGaz Pył górnictwo

0 Stałe, częste, II 1G Gaz, mgła, opary20 w długim okresie II 1D Pył

1 Spradyczne II 2G Gaz, mgła, opary21 II 2D Pył

2 Rzadko, krótkotermi- II 3G Gaz, mgła, opary22 nowe, w razie awarii II 3D Pył

Dokumentacja ochronyprzeciwwybuchowej odproducenta systemu

System zgodny z ATEX 137,dyrektywa 99/92/WE

Wynik:• Klasyfikacja strefy• Klasy temperaturowe• Grupy wybuchowości• Temperatura otoczenia

Festo/dostawcawyposażenia

System zgodny z ATEX 95a,dyrektywa 94/9/WE

Wynik:• Kategorie wyposażenia• Klasy temperaturowe• Grupy wybuchowości• Temperatura otoczenia

Strefa Kategoria

94

Klasyfikacja grupy II urządzeń

Strefa 0Kategoria wyposażenia 1

W tej kategorii urządzeń wyma-gany poziom zabezpieczeń jestzagwarantowany nawet w przy-padku sporadycznych awarii.Urządzenia tego typu stosuje sięw atmosferze w strefie zagrożo-nej wybuchem, w której miesza-nina powietrza gazów, par lubmgły albo pyłu utrzymuje sięstale lub przez długi czas.


W tej kategorii urządzeń wyma-gany poziom zabezpieczeń jestzagwarantowany nawetw przypadku częstych awarii.Urządzenia tego typu stosuje sięw atmosferze w strefie zagrożo-nej wybuchem, w której miesza-nina powietrza gazów, par lubmgły albo pyłu występuje spora-dycznie.


Urządzenia tego typu dysponująwymaganym poziomem bezpie-czeństwa podczas normalnejpracy. Są używane w obszarach,w których wedle wszelkiegoprawdopodobieństwa, atmo-sfera grożąca wybuchem niewystępuje lub występuje przezbardzo krótki czas.

Dodatkowe oznaczenie

Kategorie wyposażeniagrupy II są oznaczone literą(G – gazy, D – pył).

ZONE 1

ZONE 0

ZONE 2

ZONE 1 ZONE 0

95

Produkty wymagającedopuszczenia

Produkty, które mogą posiadaćpotencjalne źródło zapłonu,wymagają dopuszczenia.Produkty takie podlegają poddyrektywę 94/9/WE ATEX.Muszą one, zależnie od typu,zapewniać zgodność z nie-którymi typami zabezpieczeniaprzed zapłonem, które są opi-sane w normach.

Wyposażenie z tych grup pro-duktów musi być dostarczanez instrukcją obsługi i deklaracjązgodności. Produkty te musząbyć również oznakowane zna-kiem ochrony przeciwwybucho-wej.

Są to, na przykład:• Napędy/siłowniki• Zawory robocze• Cewki elektrozaworów• Wyłączniki/przełączniki• Czujniki

Produkty niewymagającedopuszczenia

Nie wymagają dopuszczeniaprodukty, które nie mają poten-cjalnego źródła zapłonu. Mogąbyć używane w niektórych stre-fach ATEX, jeżeli są respekto-wane zalecenia producenta.Firma Festo przeprowadziłaodpowiednią analizę ryzyka.

Przykłady produktów tego typu:• Osprzęt pneumatyczny• Przewody• Złączki• Płyty przyłączy pneumatycz-

nych• Zawory regulacji przepływu

i zawory zwrotne• Nieelektryczne moduły zło-

żone• Osprzęt mechaniczny

Firma Festo dobrowolnie udo-stępnia certyfikat producentado stref:Strefa 0, 1, 2, 20, 21, 22Strefa 1, 2, 21, 22Strefa 1, 2

Produkty bez certyfikatuproducenta

Oferta Festo obejmuje wieleproduktów nieelektrycznych,które nie są wymienionew żadnym certyfikacie produ-centa, ale konstrukcja i typzastosowania pozwala stoso-wać je w atmosferze grożącejwybuchem.

W takim przypadku użytkownikmoże samodzielnie poddaćtakie wyroby analizie ryzykaw dokumencie zabezpieczeniaprzeciwwybuchowego ATEX137.

Uwaga

W razie pytań związanychz produktami bez certyfikatuproducenta prosimy o kontaktze specjalistami Festo.

Bieżące informacje oraz dekla-racje zgodności, certyfikatyproducenta i dokumentacjęproduktów można znaleźć nastronie www.festo.plpo wybraniu zakładki“Support/Zgodnośc produk-tów/ATEX”

Dokumenty dostarczone z produktem

96

Tabliczki z informacją o klasie zabezpieczenia przed wybuchemi ich znaczenie

Znak CEoznacza, że urządzenie może być używane w obszarze ochrony przeciwwybuchowej

Grupa wyposażenia: nie przeznaczone do używania górnictwieKategoria wyposażenia: określa dopuszczalne użycie w odpowiednich strefach ATEX

Atmosfera grożąca wybuchem G = gaz, D = pył. Litery mogą występowaćindywidualnie lub w zestawieniach.

Stosowany stopień ochronyKlasa temperaturowa: maksymalna temperatura powierzchni w obszarachochrony przeciwwybuchowej

Odwołanie do instrukcji obsługi produktu.Maksymalna temperatura powierzchni w obszarach ochronyprzeciwwybuchowej dla pyłu

Zakres temperatur, w którym produktmoże być używany w atmosferze grożącejwybuchem.

II 2 GD c T4 X T120°C –20°C ≤ Ta ≤ +60°C

Wyposażenie mechaniczne

Tabliczka znamionowa jest pod-stawą identyfikacji urządzeńpneumatycznych i elektrycznychz zabezpieczeniem przeciw-wybuchowym. Kody różnychtypów zostały rozbite na skład-niki, aby ułatwić zrozumieniezapisu.

Tabliczki znamionowe, którebędą w przyszłości używanew produktach przystosowanychdo stref ATEX:• Wyposażenie mechaniczne• Wyposażenie elektryczne• Tabliczki typu zabezpieczenia

przed wybuchem w Festo

II 2G c T6–5°C ≤Ta ≤+40°C

MSFW-24-50/60-EX536 932

24VAC 50/60HZ7/6VA

–5°C ≤TA ≤+40°CII 3GD IP65

EEx nA II T130°C X

Cewka elektromagnesu =wyposażenie elektryczne

Część nieelektrycznaelektrozaworu (zawórroboczy) musi miećdopuszczenie

97

Kod jednostki notyfikowanej, która przeprowadziła certyfikację systemu zarządzania jakością producenta,stanowi, że dane urządzenie może być stosowane w obszarze ochrony przeciwwybuchowej.

Grupa wyposażenia: nie przeznaczone do używania górnictwieKategoria wyposażenia: określa dopuszczalne użycie w odpowiednich strefach ATEX

Atmosfera grożąca wybuchem G = gaz, D = pył. Litery mogą występować indywidualnielub w zestawieniach.

Dopuszczenie zgodnie z normą europejską, dotyczącą wyposażenia ATEXWyposażenie przeciwwybuchowe

Stopień ochronyGrupa wybuchowości (gazu)

Klasa temperaturowa: maksymalna temperatura powierzchniw obszarach ochrony przeciwwybuchowej

Odwołanie do instrukcji obsługi produktu.Zakres temperatur, w którym produkt może byćużywany w atmosferze ATEX.

Maksymalna temperatura powierzchniw obszarach ochrony przeciwwybu-chowej dla pyłu Jeżeli nie określonoklasy temperaturowej (np. T5), spe-cyfikacja dotyczy też obszaru ochronyprzeciwwybuchowej dla gazu.

Stopień ochrony

II 2 GD E Ex iA IIC T6 X –5°C ≤ Ta ≤ 50°C T80°C IP65

Wyposażenie elektryczne

0344

Tabliczki klasy ochrony przed wybuchem stosowane w Festo

Grupy wyposażenia Kategorie wyposażeniaGrupa wyposażenia II 2GD Wyposażenie do stosowania

poza górnictwem w strefie 1 i 212G Wyposażenie do stosowania

w strefie 13GD Wyposażenie do stosowania

w strefie 2 i 223G Wyposażenie do stosowania

w strefie 2

Stopnie ochronyia Wyposażenie elektryczneib iskrobezpiecznenA Wyposażenie elektryczne

niepalne. Stopień ochrony —nieiskrzące

d Obudowa odporna na ciśnieniem Obudowa odlewanac Bezpieczny konstrukcyjniee Zwiększone bezpieczeństwo

98

Produkty Festo zgodne z ATEX

Napędy i siłowniki

Napęd jest modułem wykona-nym z co najmniej dwóch ele-mentów, które wymagajądopuszczenia:1. Siłownik2. Osprzęt, na przykład czujniki

Uwaga

Napędy z podanymi numeramiczęści (które nie podlegają kon-figuracji) mogą być na zapytaniedostarczone z dopuszczeniemATEX. Informacje w karcie infor-macyjnej „ATEX identification”(Identyfikacja ATEX). „ATEXambient temperature”(Temperatura otoczenia ATEX)i „CE marking” (Oznaczenie CE)dotyczą tylko napędówz dopuszczeniem ATEX.

Elektrozawory

Zawór jest modułem wykona-nym z dwóch elementów, którewymagają dopuszczenia:1. Zawór roboczy (element nie-

elektryczny)2. Cewka elektromagnesu

(element elektryczny)

Moduły złożone

Moduł złożony jest modułemwykonanym z urządzeń, którewymagają dopuszczenia orazurządzeń, które nie wymagajądopuszczenia, na przykład:1. Regulator ciśnienia

(nie wymaga dopuszczenia)2. Elektryczny zawór załącza-

jący (wymaga dopuszczenia)

Uwaga

• Wyposażenie jest indywidual-nie oznakowane i udokumen-towane pod względem eks-ploatacji w strefie ATEX.

• Obszar zastosowań modułujest uzależniony od najniższejkategorii urządzeń składo-wych.

• Odnosi się to do kategoriiwyposażenia, atmosfery ATEXG lub D, maksymalnej tempe-ratury powierzchni T i grupywybuchowości (jeżeli jest).

Strefa Kategoria Strefawyposażenia zagrożona

wybuchem

1 2G Gazy,Pary

21 2D Pył

2 3G Gazy,Pary

22 3D Pył

Strefa Kategoria Strefawyposażenia zagrożona

wybuchem

1 2G Gazy,Pary

21 2D Pył

2 3G Gazy,Pary

22 3D Pył

Kontakt

Centrala Contact CenterFesto Sp. z o.o. Tel. +48 22 711 41 00Janki k/Warszawy Fax +48 22 711 41 02ul. Mszczonowska 7 Hotline: 0 801 333 78605-090 Raszyn e-mail: [email protected]

www.festo.pl

Adresy biur regionalnych w Polsce

Region Centrum Region Południe Region ZachódJanki k/Warszawy Gliwice Poznańul. Mszczonowska 7 Budynek Technoparku ul. Niezłomnych 1A05-090 Raszyn ul. Konarskiego 18C 61-894 Poznań

44-100 Gliwice

Sieć biur i przedstawicielstw terenowych

Kontakt z biurami i przedstawicielstwami terenowymi

Contact CenterTel. +48 22 711 41 00Fax +48 22 711 41 02Hotline: 0 801 333 786e-mail: [email protected]

5462

0pl

2011

/06

ArgentynaFesto S.A.Edison 2392(B1640 HRV) MartinezProv. de Buenos AiresTel. ++54 (0)11/47 17 82 00, Fax 47 17 82 82E-mail: [email protected]

AustraliaFesto Pty. Ltd.Head Office (Melbourne)179-187 Browns Road, P.O. Box 261Noble Park Vic. 3174Tel. ++61 (0)3/97 95 95 55, Fax 97 95 97 87E-mail: [email protected]

AustriaFesto Gesellschaft m.b.H.Linzer Straße 2271140 WienTel. ++43 (0)1/91 07 50, Fax 91 07 52 50E-mail: [email protected]

BelgiaFesto Belgium sa/nvRue Colonel Bourg 1011030 Bruxelles/BrusselTel. ++32 (0)2/702 32 11, Fax 726 90 11E-mail: [email protected]

BrazyliaFesto Automaçao Ltda.Rua Guiseppe Crespi, 76KM 12,5 - Via Anchieta04183-080 Sao Paulo SP-BrazílTel. ++55 (0)11/50 13 16 00, Fax 50 13 18 68E-mail: [email protected]

BułgariaFesto Bulgaria EOOD1592 Sofia9, Christophor Kolumb Blvd.Tel. ++359 (0)2/960 07 12, Fax 960 07 13E-mail: [email protected]

KanadaFesto Inc.5300 Explorer DriveMississauga, Ontario L4W 5G4Tel. ++1 (0)905/624 90 00, Fax 624 90 01E-mail: [email protected]

ChileFesto S.A.Mapocho 19016500151 Santiago de ChileTel. ++56 (0)2/690 28 00, Fax 695 75 90E-mail: [email protected]

ChinyFesto (China) Ltd.1156 Yunqiao RoadJinqiao Export Processing ZonePudong,201206 Shanghai, PRCTel. ++86 (0)21/58 54 90 01, Fax 58 54 03 00E-mail: [email protected]

KolumbiaFesto Ltda.Avenida El Dorado No. 98-43BogotáTel. ++57 (0)1/404 80 88, Fax 404 81 01E-mail: [email protected]

ChorwacjaFesto d.o.o.Nova Cesta 18110000 ZagrebTel. ++385 (0)1/619 19 69, Fax 619 18 18E-mail: [email protected]

CzechyFesto spol. s r.o.Pod Belárií 78414300 Praha 4 - ModranyTel. ++420 261 09 96 11, Fax ++420 241 77 33 84E-mail: [email protected]

DaniaFesto A/SIslevdalvej 1802610 RødovreTel. ++45 70 21 10 90, Fax ++45 44 88 81 10E-mail: [email protected]

EstoniaFesto OY AB Eesti FiliaalLaki 11B12915 TallinnTel. ++372 666 15 60, Fax ++372 666 15 61E-mail: [email protected]

FinlandiaFesto OYMäkituvantie 9, P.O. Box 8601511 VantaaTel. ++358 (09)/87 06 51, Fax 87 06 52 00E-mail: [email protected]

FrancjaFesto E.U.R.L.Head OfficeNuméro Indigo Tel. 0820/204640, Fax 204641BP 258,rue du clos Sainte-Catherine94363 Bry-Sur-Marne CedexTel. ++33 (0)1/48 82 64 00, Fax 48 82 64 01E-mail: [email protected]

NiemcyFesto AG & Co. KGPostfach73726 EsslingenRuiter Straße 8273734 Esslingen-BerkheimTel. ++49 (0)711/34 70, Fax 347 21 44E-mail: [email protected]

GrecjaFesto Ltd.40 Hamosternas Ave.11853 AthensTel. ++30 210/341 29 00, Fax 341 29 05E-mail: [email protected]

Hong KongFesto Ltd.Unit C&D, 7/F, Leroy Plaza15 Cheung Shun StreetCheung Sha Wan, KowloonHong KongTel. ++ 852/27 43 83 79, Fax 27 86 21 73E-mail: [email protected]

WęgryFesto Kft.Csillaghegyi út 32-34.1037 BudapestTel. ++36 (06)1/250 00 55, Fax 250 15 93E-mail: [email protected]

IndieFesto Controls Private Ltd.237BBommasandra Industrial AreaBangalore-Hosur HighwayBangalore 560 099Tel. ++91 (0)80/783 33 59, Fax 783 20 58E-mail: [email protected]

IndonezjaPT. FestoJL. Sultan Iskandar Muda No.68Arteri Pondok IndahJakarta 12240Tel. ++62 (0)21/27 50 79 00, Fax 27 50 79 98E-mail: [email protected]

IranFesto Pneumatic S.K.#1,Behbahan St. Ramsar aveTehran 1581975411Tel. ++98 (0)21/883 05 92, Fax 882 21 62E-mail: [email protected]

IzraelFesto Israel LtdP.O. Box 1076, Ha'atzma'ut Road 48Yehud 56100Tel. ++972 (0)3/632 22 66, Fax 632 22 77E-mail: [email protected]

IrlandiaFesto LimitedUnit 5 Sandyford ParkSandyford Industrial EstateDublin 18Tel. ++ 353(0)1/295 49 55, Fax 295 56 80E-mail: [email protected]

WłochyFesto S.p.AVia Enrico Fermi 36/3820090 Assago (MI)Tel. ++39 02/45 78 81, Fax 488 06 20E-mail: [email protected]

JaponiaFesto K.K.1-26-10 Hayabuchi, Tsuzuki-kuYokohama 224-0025Tel. ++81 (0)45/593 56 10, Fax 593 56 78E-mail: [email protected]

KoreaFesto Korea Co. Ltd.470-1 Kasan-dong, Kumchon -KuSeoul 153-803Tel. ++82 (0)2/850 71 14, Fax 864 70 40E-mail: [email protected]

ŁotwaFesto SIADeglava iela 601035 RigaTel. ++371 (0)7/57 78 64, Fax 57 79 46E-mail: [email protected]

LitwaFesto UABKaraliaus Mindaugo pr. 223000 KaunasTel. ++370 (8)7/32 13 14, Fax 32 13 15E-mail: [email protected]

MalezjaFesto Sdn.Berhad10 Persiaran IndustriBandar Sri Damansara, Wilayah Persekutuan52200 Kuala LumpurTel. ++60 (0)3/62 72 81 22, Fax 62 75 64 12E-mail: [email protected]

MeksykFesto Pneumatic, S.A.Av. Ceylán 3Col. Tequesquinahuac54020 Tlalnepantla, Edo. de MéxicoTel. ++52 (01)55/53 21 66 00, Fax 53 21 66 65E-mail: [email protected]

HolandiaFesto B.V.Schieweg 622627 AN DelftTel. ++31 (0)15/251 88 99, Fax 261 10 20E-mail: [email protected]

Nowa ZelandiaFesto Limited20 Fisher Crescent, MT. WellingtonNZ-AucklandTel. ++64 (0)9/574 10 94, Fax 574 10 99E-mail: [email protected]

NorwegiaFesto ABOstensjoveien 270661 OsloTel. ++47 22 72 89 50, Fax ++47 22 72 89 51E-mail: [email protected]

PeruFesto S.R.L.Calle Amador Merino Reyna #480San IsidroLima, PerúTel. ++51 (0)1/222 15 84, Fax 222 15 95

FilipinyFesto Inc.Km. 18, West Service RoadSouth Superhighway1700 Paranaque City, Metro ManilaTel. ++63 (0)2/776 68 88, Fax 823 42 19E-mail: [email protected]

PolskaFesto Sp. z o.o.Janki k/Warszawy, ul. Mszczonowska 705090 RaszynTel. ++48 (0)22/711 41 00, Fax 711 41 02E-mail: [email protected]

RumuniaFesto S.R.L.St. Constantin 17010217 BucurestiTel. ++40 (0)21/310 29 83, Fax 310 24 09E-mail: [email protected]

RosjaOOO Festo RFMitschurinskij prosp., 49119607 MoskwaTel. ++7 095/737 34 00, Fax 737 34 01E-mail: [email protected]

SingapurFesto Pte. Ltd.6 Kian Teck WaySingapore 628754Tel. ++65 62 64 01 52, Fax ++65 62 61 10 26E-mail: [email protected]

SłowacjaFesto spol. s r.o.Gavlovicová ul. 183103 Bratislava 3Tel. ++421 (0)2/49 10 49 10, Fax 49 10 49 11E-mail: [email protected]

SłoweniaFesto d.o.o. LjubljanaIC Trzin, Blatnica 81236 TrzinTel. ++386 (0)1/530 21 00, Fax 530 21 25E-mail: [email protected]

RPAFesto (Pty) Ltd.22-26 Electron Avenue, Isando, P.O. Box 255Isando 1600Tel. ++27 (0)11/971 55 00, Fax 974 21 57E-mail: [email protected]

HiszpaniaFesto Pneumatic, S.A.U.Tel.: 901243660 Fax: 902243660Av. Gran Vía, 159Distrito económico, Gran Vía L'HES-08908 Hospitalet de LlobregatBarcelonaTel. ++34 901 24 36 60, Fax ++34 902 24 36 60E-mail: [email protected]

SzwecjaFesto ABStillmansgatan 1, P.O. Box 2103820021 MalmöTel. ++46 (0)40/38 38 00, Fax 18 97 68E-mail: [email protected]

SwajcariaFesto AGMoosmattstrasse 248953 Dietikon ZHTel. ++41 (0)44/744 55 44, Fax 744 55 00E-mail: [email protected]

TajwanFesto Co., Ltd.9 Kung 8th RoadLinkou 2nd Industrial Zone, Linkou #244Taipei Hsien TaiwanTel. ++886 (0)2/26 01 92 81, Fax 26 01 92 87E-mail: [email protected]

TajlandiaFesto Ltd.67/1 Moo 6 Phaholyothin RoadKlong 1, Klong Luang,Pathumthani 12120Tel. ++66 29 01 88 00, Fax ++66 29 01 88 33E-mail: [email protected]

TurcjaFesto San. ve Tic. A.S.Tuzla Mermerciler OrganizeSanayi Bölgesi 6/1834956 Tuzla - Istanbul/TRTel. ++90 (0)216/585 00 85, Fax 585 00 50E-mail: [email protected]

UkrainaFesto UkrainaBorisoglebskaja 11Kiev 04070Tel. ++380 (0)44/239 24 33, Fax 463 70 96E-mail: [email protected]

Wielka BrytaniaFesto LimitedApplied Automation Centre, Caswell RoadBrackmills Trading EstateNorthampton NN4 7PYTel. ++44 (0)1604/66 70 00, Fax 66 70 01E-mail: [email protected]

Stany ZjednoczoneFesto Corporation (New York)Call Toll-free 800/993 3786395 Moreland Road, P.O.Box 18023Hauppauge, N.Y. 11788Tel. ++1 (0)314/770 01 12, Fax 770 16 84E-mail: [email protected]

VenezuelaFesto C.A.Av. 23, Esquina calle 71, No. 22-62Maracaibo, Edo. ZuliaTel. ++58 (0)261/759 09 44, Fax 759 04 55E-mail: [email protected]

Festo na świecie

Podręcznik konfiguracjipneumatycznych systemów sterowaniainstalacji wodnych

hb elektrotechnik d™cznik konfiguracji...9 automatyzacjawoczyszczalniach ścieków fermentor...

Documents