вид  
26 Апреля 2024г, Пятница€ — 98.7079,  $ — 92.1314загрузить приложение Armtorg.News для Андроидзагрузить приложение Armtorg.News для iphone

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

17 Ноября 2021
FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Компания FESTO опубликовала в пятом выпуске журнала «Вестник арматуростроителя» статью, посвященную автоматизации отсечной трубопроводной арматуры и сравнению методов управления пневматическими приводами.

Автоматизация отсечной трубопроводной арматурой может осуществляться различными способами при помощи пневматических систем. В этой статье описывается процесс автоматизации с использованием индивидуальных распределителей, пневмоострова и цифрового пневмоострова, а также сравниваются три метода управления по следующим параметрам:

• необходимые компоненты и процесс установки;
• капитальные затраты;
• возможность для экономии на сжатом воздухе и повышение энергоэффективности;
• варианты диагностики и технического обслуживания;
• возможность для интеграции функций;
• возможные применения в цепях обеспечения безопасности;
• возможные применения в потенциально взрывоопасных зонах.

Автоматизация трубопроводной арматуры, такой как дисковые затворы, шаровые краны, отсечные клапаны, пробковые краны, может осуществляться различными способами при помощи пневматических систем. Концепция автоматизации обычно определяется техническими характеристиками, на которые в свою очередь влияют технологические условия, например физические размеры установки. Однако также существуют системы, требования к которым могут быть выполнены благодаря использованию нескольких концепций. Решение часто принимается на основании прошлого положительного опыта использования определенной концепции.

Тем не менее общее нежелание и низкая допустимая степень риска при использовании новых технологий не позволяют получить дополнительные преимущества с точки зрения затрат в течение жизненного цикла производства. В еще большей степени это относится к новым технологиям, применяемым для использования возможностей, предоставляемых цифровизацией, и приводящих к появлению совершенно новых функций автоматизации, включая автономные настройки управления технологическими процессами в случае изменений. На следующих страницах сравниваются различные варианты автоматизации пневматических приводов на примере отсечных клапанов.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Большая допустимая степень риска, когда речь идет об использовании новых технологий, позволит получить дополнительные преимущества по части затрат на протяжении всего жизненного цикла производства.

КОНЦЕПЦИИ АВТОМАТИЗАЦИИ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

Автоматизация с помощью индивидуальных распределителей непосредственно на приводе

Используемые для управления индивидуальные распределители монтируются непосредственно на приводе через интерфейс Namur. Управление осуществляется с помощью электрического сигнала, поступающего от контроллера верхнего уровня с использованием дискретных выходов. Это означает, что каждый распределитель подключен к контроллеру через модули входов/ выходов. Непосредственно к индивидуальному распределителю подсоединяется кольцевая линия сжатого воздуха, так что управляющее давление подается на привод сразу после процесса переключения. Сигналы обратной связи о позиции клапана обычно передаются на контроллер верхнего уровня через отдельно подключенные датчики конечных положений. Этот вариант по сравнению с описанными ниже имеет очень ограниченные диагностические функции в отношении возможных изменяющихся технологических условий или самих полевых компонентов.

Стандартными сферами применения индивидуальных распределителей являются архитектуры централизованной автоматизации в системах, охватывающих большую площадь, например для непрерывных процессов в химической промышленности, где требуется быстрое время переключения, несмотря на большую фактическую площадь.

Кроме того, высокопроизводительные индивидуальные распределители очень долговечны и, следовательно, отлично подходят для использования в суровых погодных условиях, таких как низкие температуры, а также в соответствии с высокими требованиями к безопасности и взрывозащите. Индивидуальные распределители монтируются непосредственно на приводе, благодаря чему управляющее давление подается сразу после процесса переключения.

Автоматизация с помощью пневмоостровов

При использовании пневмоостровов для автоматизации функция индивидуального распределителя интегрируется в пневмоостров, т. е. приводы управляются через секции распределителей на пневмоострове. Данное решение исключает необходимость использовать дискретные выходы контроллера верхнего уровня, которые требуются для управления при использовании индивидуальных распределителей (см. раздел «Автоматизация с помощью индивидуальных распределителей непосредственно на приводе»). В свою очередь это позволяет уменьшить инвестиционные затраты на входы/выходы и кабели. При выборе данного варианта линия подачи сжатого воздуха подводится к пневмоострову, а затем идет от секций индивидуальных распределителей непосредственно к приводам. Сигналы обратной связи о позиции отсечного клапана обычно передаются на контроллер верхнего уровня через отдельно подключенные датчики конечных положений.

Автоматизация с помощью пневмоостровов, в отличие от индивидуальных распределителей, имеет свои ограничения в системах, охватывающих большие расстояния, если требуется определенное время открытия и закрытия арматуры. Однако этот метод управления обеспечивает множество преимуществ в менее габаритных системах с децентрализованной/модульной автоматизацией и с меньшей длиной шлангов, например, в системах для циклических процессов внутри помещений.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Преимущества пневмоостровов заключаются в таких возможностях, как интегрированная диагностика, интеграция широкого спектра функций непосредственно на платформе пневмоострова и большая гибкость, например, за счет простоты замены/добавления секций распределителей. Пневмоострова предлагают возможности интегрированной диагностики, комплексную интеграцию функций и высокую гибкость.

Автоматизация с помощью цифровых пневмоостровов

Одним из примеров цифровых компонентов является новый Motion Terminal VTEM от Festo. За счет установки дополнительных датчиков и последовательной интеграции механики, электроники и программного обеспечения можно добиться совершенно новых выгод с точки зрения затрат на всех этапах жизненного цикла системы. За счет использования специальных приложений motion apps можно реализовать до 50 различных функций пневматических компонентов на стандартизированной аппаратной платформе. С помощью этих приложений преимущества стандартизации пневматических компонентов могут сочетаться с гибкостью функции автоматизации.

Постоянно появляются новые приложения, например, для определения конечного положения двухпозиционных клапанов, что устраняет необходимость в обычных блоках концевых выключателей, а также в подключении всех этих компонентов. Данная возможность была включена в сравнение. Как и в случае с пневмоостровами, необходимость в дискретных выходах отпадает, так как приводы управляются непосредственно через встроенные секции распределителей. Сжатый воздух подается таким же образом, как и для варианта «Управление с помощью пневмоостровов».

Цифровые пневмоострова могут использоваться везде, где требуется еще больше информации непосредственно на производстве. Они обеспечивают огромную гибкость с точки зрения хранения (требуется всего несколько универсальных компонентов), а также с точки зрения функциональности, которую можно легко изменить и адаптировать с помощью приложений.

Цифровые пневмоострова также демонстрируют свое преимущество в том, что могут самооптимизироваться и самоадаптироваться в процессах, которые должны обеспечивать стабильные результаты, несмотря на меняющиеся условия. С точки зрения физических областей применения варианты те же, что и для обычных пневмоостровов.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Цифровые пневмоострова управляются с помощью программных приложений и предлагают реализацию большого количества пневматических компонентов на одной аппаратной платформе. Комплексные датчики также обеспечивают самостоятельную оптимизацию и адаптацию.

СРАВНЕНИЕ ПО КАПИТАЛЬНЫМ ЗАТРАТАМ

Испытательный стенд

Было проведено сравнение капитальных затрат для двух различных условий окружающей среды и характеристик системы:

• устанавливаемая в помещении система без требований к взрывозащите;
• устанавливаемая на открытом воздухе система с требованиями к взрывоопасной зоне 2 ATEX. Оценка включает затраты на:
• компоненты автоматизации, включая шкафы управления;
• услуги по монтажу и материалы.

В общей сложности 16 приводов подсоединены электрическими кабелями и пневматическими шлангами средней длиной 25 метров каждый. Пневматическая кольцевая линия, необходимая для варианта с индивидуальными распределителями, была оценена как экономически нейтральная по сравнению с требованиями к шлангам приводов в других вариантах. Устанавливаемая в помещении система без требований к взрывозащите Сравнение для системы без требований к взрывозащите показывает, что при использовании пневмоостровов капитальные затраты примерно на 20 % ниже, чем при использовании индивидуальных распределителей.

Экономия в основном обусловлена сборкой и более низкой стоимостью компонентов автоматизации. Затраты на цифровой пневмоостров Motion Terminal сопоставимы с затратами на стандартные пневмоострова. Однако при рассмотрении отдельных аспектов обнаруживаются существенные различия. Поскольку сигналы обратной связи о положении отсутствуют, то для подключения требуется только пневматический шланг. Это значительно снижает затраты на монтаж, хотя капитальные затраты на компоненты автоматизации выше по сравнению с другими вариантами.

Устанавливаемая на открытом воздухе система с требованиями к взрывоопасной зоне 2 ATEX

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Для устанавливаемой на открытом воздухе системы с требованиями к взрывозащите эти соотношения сопоставимы с вариантами использования индивидуальных распределителей и пневмоостровов. Общие затраты при выборе варианта с пневмоостровами значительно ниже, т.е. примерно вдвое меньше, чем для варианта с индивидуальными распределителями. Это связано с тем, что требования к индивидуальным распределителям, используемым во взрывоопасных и открытых зонах, гораздо более жесткие. Эти различия также применимы к варианту с установкой в помещении, если используемые высокопроизводительные индивидуальные распределители имеют электромагнитное управление с клеммной коробкой, стандартной для химической промышленности.

Напротив, в пример «Устанавливаемая в помещении система без требований к взрывозащите» был включен самый простой вариант с индивидуальными распределителями. Значительное увеличение затрат на цифровой пневмоостров Motion Terminal, по сравнению со стандартным пневмоостровом, связано с необходимостью подачи в шкаф управления избыточного давления, поскольку в настоящее время пневмоостров не имеет сертификации ATEX. Однако затраты на этот вариант все равно значительно ниже, чем на вариант с индивидуальными распределителями. Индивидуальные распределители могут использоваться непосредственно во взрывоопасной зоне ATEX. Однако это предполагает выполнение гораздо более высоких требований, а это, в свою очередь, оказывает заметное влияние на общие затраты.

Дополнительные возможности для снижения затрат

Помимо капитальных затрат наблюдаются и другие существенные различия между вариантами, которые обуславливают связанные с ними снижения затрат на протяжении всего жизненного цикла системы и, следовательно, приводят к повышению конкурентоспособности. Объяснение соответствующих функций и различий приведены далее в настоящем специальном издании.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами
ВОЗМОЖНОСТЬ ДЛЯ ЭКОНОМИИ НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

• при помощи индивидуальных распределителей

При установке непосредственно на привод без дополнительных шлангов вероятность утечек в данном варианте, как правило, невелика. Другая дополнительная возможность для экономии на сжатом воздухе при использовании индивидуальных распределителей — это установка дополнительных датчиков в системе пневматических шлангов.

• при помощи пневмоостровов

Интеграция функций позволяет точно настроить пневмоостров в соответствии с областью применения, что обеспечивает энергоэффективную работу. Например, встроенные пропорциональные регуляторы давления (рис. 7) могут регулировать давление по мере необходимости, тогда как простая организация различных зон давления допускает только предустановленный уровень давления. Обе функции могут быть легко реализованы на платформе пневмоострова и предотвращают излишне высокое давление и, как следствие, избыточное потребление сжатого воздуха.

Еще одним преимуществом пневмоостровов является возможность непосредственной диагностики благодаря встроенными датчикам давления и расхода. Это позволяет легко обнаруживать и устранять неисправности и утечки.

• при помощи цифровых пневмоостровов

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

На примере цифрового пневмоосторова Festo Motion Terminal применяемый к нему комплексный подход заключался в обеспечении энергоэффективной работы. Помимо приложений для энергосбережения, в конструкции использованы пьезоклапаны, потребляющие мало энергии, которые управляют основными каскадами распределителей. Они снижают энергопотребление для пилотного управления до 90%.

Из десяти доступных в настоящее время приложений следующие два были специально разработаны для функции экономии сжатого воздуха.

Снижение потребления сжатого воздуха с помощью приложения «ECO drive»

На этапе проектирования каждый пневматический привод закладывается с большим крутящим моментом или усилием, чем это было бы необходимо для фактической эксплуатации. В зависимости от проектировщика/оператора данный коэффициент запаса может составлять до половины требуемого крутящего момента или усилия. Это становится особенно заметно позднее, при потреблении сжатого воздуха системами, работающими в непрерывном режиме. Приложение управления движением ECO drive способно уменьшить расход сжатого воздуха, вызванный коэффициентом запаса и размером привода, и снизить давление в приводе до минимума, необходимого для конкретного применения. Это означает, что для работы требуется меньший объем сжатого воздуха.

Опыт показал, что можно снизить потребление электроэнергии до 50 %. Этот факт особенно интересен в сферах применения с непрерывным потреблением сжатого воздуха, например, в машинах для упаковки цемента в мешки. Децентрализация приложения и его метода обработки являются еще одним преимуществом, так как нет необходимости во вмешательстве контроллеров верхнего уровня, следовательно, отсутствует дополнительная связь по шине.

Экономия времени и средств с помощью приложения «Диагностика утечек» для определения утечек на конкретном приводе

Выявление утечек в повседневной работе обычно требует довольно большое количество времени. Приложение «Диагностика утечек» дает основные преимущества в системах, которые должно работать непрерывно без каких-либо простоев.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Оно позволяет быстро обнаруживать неисправности, например, точно определять наличие утечек для конкретного привода. Процесс поиска и устранения неисправностей, который может занять много времени, особенно в случае крупномасштабных сетей, не является необходимым, и работа по устранению утечек может начаться немедленно. При нормальной работе системы определенное количество циклов переключения может быть определено индивидуально. По достижении определенного числа проводится проверка на наличие возможных утечек.

• путем оптимизации всей системы сжатого воздуха

Помимо выбора эффективных компонентов, оптимизация всей системы сжатого воздуха также во многих случаях обеспечивает значительную экономию. Комплексный и долгосрочный анализ помогают выявить потенциальные возможности для экономии на сжатом воздухе и использовать их в полной мере. Услуги по энергосбережению в соответствии с DIN EN ISO 11011, предлагаемые Festo, служат именно этой цели. Эта индивидуальная программа модульного обслуживания предполагает, что заказчик сам решает, в каком объеме он хочет воспользоваться услугами.

ВАРИАНТЫ ДИАГНОСТИКИ/ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

• при помощи индивидуальных распределителей

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Простые и современные индивидуальные распределители в настоящее время не предлагают никаких вариантов интегрированной диагностики. Если требуются эти или аналогичные функции, то индивидуальный распределитель или периферийные устройства клапана должны быть оснащены дополнительными датчиками и подключены при помощи кабелей. На рынке существует несколько недавно разработанных решений со встроенными датчиками; однако перед их использованием требуется выполнить углубленную оценку с точки зрения соотношения затраты/преимущества и места установки.

Существуют концепции, в соответствии с которыми контроль состояния клапанов осуществляется простым измерением/анализом протекания тока через электромагнитную катушку вместо использования дополнительных датчиков; однако они еще недостаточно хорошо зарекомендовали себя на рынке. При использовании индивидуальных распределителей процесс поиска и устранения неисправностей оборудования часто является трудоемким из-за большой физической площади.

• при помощи пневмоостровов

По сравнению с индивидуальными распределителями пневмоострова предлагают большое количество вариантов интегрированной диагностики для самих компонентов, а также дополнительные функции контроля (например, количество циклов переключения привода), что обеспечивает основу для профилактического обслуживания. Что касается самодиагностики, пневмоострова предлагают следующие возможности (на примере пневмоострова MPA от Festo):

• определение и локализация пониженного напряжения;
• обнаружение обрыва провода и короткого замыкания (вплоть до конкретной позиции распределителя);
• контроль состояния (заданное значение циклов переключения для каждого распределителя, контроль последующей механической системы/процесса, профилактическая диагностика/техническое обслуживание).

Модульные пневмоострова позволяют интегрировать пневматику, электронику и даже модули управления на одной и той же платформе. Это открывает дополнительные возможности, особенно для диагностики в процессе работы. Например, даже функции профилактического технического обслуживания могут быть реализованы благодаря возможности индивидуального программирования и дополнительным датчикам. В отличие от индивидуальных распределителей пневмоострова обеспечивают более простой процесс поиска и устранения неисправностей (все распределители в системной секции находятся в одном месте, диагностика с помощью светодиодов и т. д.), а также множество вариантов подключения, которые позволяют осуществлять контроль состояния, поиск и устранение неисправностей удаленно.

Выходной сигнал может передаваться через шину fieldbus/Ethernet в систему управления или через OPC UA от пневмоострова непосредственно на специальные облачные приложения. Подключение к этим приложениям возможно в любой точке мира через интернет, а значит реальное состояние можно отслеживать из любого места и в любое время, используя цифровое изображение пневмоострова.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

• при помощи цифровых пневмоостровов

Цифровые пневмоострова предлагают не только такие же возможности обслуживания и диагностики, что и у стандартных пневмоостровов, но и многое другое.

Каждая секция распределителей имеет встроенные аналоговые датчики давления, перемещения и температуры (рис. 8), которые непрерывно обмениваются данными с контроллером. Это позволяет системе самостоятельно проводить оценку и принимать решения. Таким образом, цифровой пневмоостров в определенной степени самоадаптируется, чтобы поддерживать определенные (в приложении) значения процесса. Система выдает предупредительные сообщения в случае выявления каких-либо отклонений, которые невозможно регулировать с помощью самоадаптации.

ВОЗМОЖНОСТЬ ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ ФУНКЦИЙ

• при помощи индивидуальных распределителей

Индивидуальные распределители в стандартной комплектации обычно не предлагают возможность прямой интеграции функций. Конечно, можно разработать решения под требования конкретных заказчиков (после предварительной оценки соотношения затраты/преимущества), однако это требует больших трудозатрат на проектирование и поэтому рекомендуется для реализации только в исключительных случаях. В свою очередь, индивидуальные распределители часто интегрируются в системы/модули в качестве компонентов.

• при помощи пневмоостровов

Как уже объяснялось в разделе «Варианты диагностики/технического обслуживания», модульные пневмоострова, такие как CPX-MPA от Festo, позволяют интегрировать пневматику, электронику и даже модули управления на одной и той же аппаратной платформе. Эти различные комбинации обеспечивают максимальную связь и гибкость. Платформа предлагает варианты интеграции как для электрической, так и для пневматической секций, а также дополнительные функции, которые влияют на обе секции:

• различные возможности подключения питания;
• более 15 различных шинных узлов;
• многочисленные варианты модулей дискретных и аналоговых входов/выходов;
• технологические модули для измерения и пропорциональная техника;
• средства обеспечения безопасности и системы диагностики.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

В дополнение к интеграции аппаратных модулей интегрируемый контроллер обеспечивает дополнительные возможности для отдельных функций. Модульные пневмоострова объединяют пневматику, электронику и управление на одной аппаратной платформе. Данная технология обеспечивает максимальную связь и гибкость.

• при помощи цифровых пневмоостровов

Интеграция функций с помощью физического оборудования почти полностью замещена цифровизацией пневмоострова. Как описано в начале настоящего специального издания, за счет использования специальных приложений можно реализовать до 50 различных пневматических компонентов на стандартизированной аппаратной платформе. В настоящее время через приложения доступны следующие функции.

Функции распределителя

Возможность изменять стандартные функции распределителя (например, 4/2, 4/3 и 3/2 и т. д.) в любое время и неограниченное число раз, даже во время эксплуатации.

Пропорциональный клапан

Два клапана для пропорционального регулирования расхода в одном распределителе.

Soft Stop

С функцией Soft Stop (плавный останов) вы реализуете высокодинамичное, но плавное перемещение без подверженных износу амортизаторов. Пропорциональное регулирование давления Два индивидуальных и независимых пропорциональных регулятора давления в одном распределителе, в том числе при работе с вакуумом.

Пропорциональное регулирование давления на базе модели

Поскольку сохраняется меньше граничных параметров для системы, таких как длина шланга, диаметр шланга и размер цилиндра, прогностическое регулирование обеспечивает максимальную точность, так как приложение может компенсировать падение давления и объема техническими средствами регулирования.

Приложение ECO drive

Привод приводится в действие с минимальным необходимым давлением в зависимости от нагрузки. Так устраняется увеличение давления в полости привода в конце перемещения.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Настраиваемый уровень давления

Легкая настройка нескольких уровней давления. Позволяет сбросить давление для выбранных перемещений до нижнего уровня. Также позволяет регулировать скорость с помощью настройки дросселя.

Диагностика утечек

Благодаря отдельным циклам диагностики и предварительно определенным пороговым значениям утечки могут быть обнаружены и определены для конкретного привода.

Дросселирование питания и выхлопа

Устраняет необходимость в отдельных дросселях на приводе. Позволяет одним нажатием кнопки быстро и удобно настраивать скорость перемещения, обеспечивая защиту от несанкционированного доступа. Дополнительно можно реализовать новые последовательности движений, например динамическую настройку дросселирования.

Предустановленное время цикла

Функция дросселирования на выходе адаптируется ко времени перемещения и затем сохраняет его постоянным. Система автоматически регулирует значения при воздействии каких-либо факторов, например, повышенного трения вследствие износа. То, что ранее было доступно только на смартфонах, теперь также нашло свое применение в пневмоостровах: один аппаратный компонент выполняет широкий спектр функций в зависимости от используемого приложения

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ЦЕПЯХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ


• для индивидуальных распределителей
FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Технология индивидуальных распределителей существует на рынке уже несколько десятилетий. Преимущество многолетнего опыта использования данной технологии заключается в том, что надежность индивидуальных распределителей была/будет постоянно оптимизироваться. Несколько типов индивидуальных распределителей (например, VOFC/VOFD от Festo) считаются проверенными и опробованными, поскольку они по-прежнему легко переключаются даже после многих лет использования. Требования, предъявляемые к цепям обеспечения безопасности в процесс-технике, где распределители часто имеют очень малые циклы переключения и длительные периоды простоя, особенно высоки. Это связано с тем, что распределитель должен надежно переключаться в аварийной ситуации, без заклинивания, даже после длительного простоя. В настоящее время на рынке доступны долгосрочные и высококачественные эмпирические данные об использовании индивидуальных распределителей в цепях обеспечения безопасности, вплоть до уровня SIL3.

Еще одним преимуществом индивидуальных распределителей в применениях, связанных с безопасностью, является их быстрый отклик. В случае аварийной ситуации (например, отказ системы сжатого воздуха, отключение питания или нарушения технологического процесса) распределители должны быть переведены в безопасное положение за максимально короткий срок. Для индивидуальных распределителей это возможно даже при большой длине линий подачи сжатого воздуха.

• для пневмоостровов

Технология пневмоострова хорошо зарекомендовала себя на рынке. Поскольку она более прочно укоренилась в автоматизации производства, то реже используется в цепях обеспечения безопасности в процесс-технике, однако и здесь существуют возможные области применения.

Пневмоостров со встроенным аварийным остановом

В рабочем режиме пневмоостров приводится в действие через шину fieldbus и переключает приводы, отвечающие за выполнение технологического процесса. Пневмоостров также имеет отдельный источник питания от защитного ПЛК, который приводит в действие распределители на пневмоострове для безопасного отключения. Это означает, что в аварийной ситуации можно либо переключить приводы, необходимые для безопасного отключения (подключенные последовательно с приводами для рабочего режима) (рис. 10), либо одновременно активировать приводы для рабочего режима и режима безопасности (рис. 11), таким образом безопасно завершить процесс. Оба решения подходят для цепей с уровнем безопасности SIL2. Для повышения уровня безопасности также возможно подключение арматурных клапанов в резервной цепи (1oo2).

Пневмоостров для рабочего режима и индивидуальный распределитель для безопасного отключения

В данной конфигурации пневмоостров, находясь в рабочем режиме, также приводится в действие через шину fieldbus и переключает приводы, отвечающие за выполнение технологического процесса. Кроме того, на каждом приводе, связанном с безопасностью, установлен сертифицированный индивидуальный распределитель, который приводится в действие непосредственно через защитный ПЛК (рис. 12) и при необходимости безопасно отключается. Эти индивидуальные распределители могут использоваться в цепях обеспечения безопасности, вплоть до уровня SIL3.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

Возможности диагностики, предлагаемые пневмоостровами для обнаружения критических неисправностей (пониженное напряжение, обрыв провода, короткое замыкание), также помогают повысить уровень безопасности.

• для цифровых пневмоостровов

В настоящее время данная новая технология не предназначена для функций, связанных с обеспечением безопасности.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ

• для индивидуальных распределителей

Существует широкий спектр исполнений индивидуальных распределителей, которые доступны для использования непосредственно во взрывоопасных зонах (в основном зоны класса 1 и 2) и которые имеют различные типы защиты от воспламенения. Возможность комбинирования базового распределителя с различными электромагнитными катушками обеспечивает дополнительную гибкость для использования в зонах ATEX. Почти все индивидуальные распределители, встречающиеся на рынке, предлагают эту опцию и, таким образом, могут быть оптимально адаптированы к условиям окружающей среды.

FESTO SE. Reiner Laun. Автоматизация отсечной трубопроводной арматуры. Сравнение методов управления пневматическими приводами

• для пневмоостровов

При использовании непосредственно в потенциально взрывоопасных зонах стандартные пневмоострова должны устанавливаться в шкафу управления с соответствующим типом защиты от воспламенения (повышенный уровень безопасности Ex e, защищенный корпус Ex d, герметичный корпус Ex p) (рис. 13). Специальные исполнения пневмоостров (например, CPX-P от Festo, рис. 14) доступны со специальными модулями входов, разработанными в соответствии с типом защиты от воспламенения Ex i (искробезопасность). С помощью этих модулей можно получать сигналы обратной связи из потенциально взрывоопасных зон класса 0, 1 и 2 без использования дополнительного барьера.

• для цифровых пневмоостровов

Как и в случае стандартных пневмоостровов, цифровые пневмоострова также должны размещаться во взрывозащищенном шкафу управления (Ex d или Ex p) при использовании непосредственно во взрывоопасных зонах.

Цифровизация приводит к значительным изменениям технологии автоматизации оборудования и связанных технологических процессов на протяжении всего жизненного цикла. На данный момент существует несколько активно применяемых технологий, которые по разным причинам используются не в полной мере. Сравнение капитальных затрат показывает, что средства автоматизации, основанные на технологиях пневмоостровов, имеют явное преимущество. В дополнение к капитальным затратам эти варианты предлагают дополнительные преимущества в части технического обслуживания и эксплуатации и позволяют начать цифровизацию производства.

С другой стороны, индивидуальные распределители по-прежнему демонстрируют свои сильные стороны, в первую очередь в применениях, связанных с обеспечением безопасности, требующих определенного времени открытия и закрытия, при использовании во взрывоопасных зонах и когда требования к прочности и надежности в эксплуатации особенно строги.

Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, № 5 (67)

Метки Вестник Арматуростроителя журнал журнал Вестник арматуростроителя статьи FESTO ФЕСТО трубопроводная арматура отсечная арматура автоматизация пневмопривод приводы

Смотрите также:
НПП «ЭЛЕМЕР» получило заключение Минпромторга России на преобразователи давления измерительные АИР-20/М2-Н НПП «ЭЛЕМЕР» получило заключение Минпромторга России на преобразователи давления...
ООО НПП «ЭЛЕМЕР» вновь получено заключение Минпромторга России на преобразователи давления измерительные АИР-20/М2-Н с кодом «26.51.52.130» по ОК 034-2014 (КПЕС 2008).
Директор по развитию ВЭД ПКТБА провел переговоры с представителями компаний на Ближнем Востоке Директор по развитию ВЭД ПКТБА провел переговоры с представителями компаний на Ближнем...
ПКТБА ведет активную работу на Ближнем Востоке по перспективным проектам. В частности, за две недели командировки в ОАЭ директор по развитию ВЭД ПКТБА провел переговоры с представителями 28 компаний Персидского Залива..
Татарстанский нефтегазохимический форум – 2024 и Международная нефтегазохимическая выставка «TatOilExpo» состоятся 26 по 28 августа Татарстанский нефтегазохимический форум – 2024 и Международная нефтегазохимическая...
С 26 по 28 августа 2024 года в Казани состоятся Татарстанский нефтегазохимический форум – 2024 и Международная нефтегазохимическая выставка «TatOilExpo». Мероприятия посвящены Году научно-технологического развития в Татарстане.
Последние добавления библиотеки(Предложить книгу)