ELEKTRICKÉ SERVOPOHONY S JEDNOTKOU FAIL-SAFE pro automatické otevření nebo zavření armatury v případě nouzového stavu
Bezpečnostní požadavky na technologická zařízení se v posledních letech stále zvyšují. Zařízení nesmí být ani v nouzové situaci zdrojem nebezpečí pro člověka a okolní prostředí. Zde hrají důležitou roli servopohony, které v nouzové situaci armaturu otevřou nebo zavřou a zajistí, aby zařízení zůstalo v bezpečném stavu. AUMA nabízí jednotku Fail-Safe FQM jako inovativní a bezpečné řešení pohonu pomocí mechanické energie k automatickému ovládání armatur v nouzové situaci. Jednotka Fail-Safe FQM je vhodná pro bezpečnostní aplikace až do úrovně SIL 2/SIL 3 a je v podstatě bezúdržbová. Provedení s ochranou proti výbuchu je také k dispozici.
MECHANICKÉ ŘEŠENÍ PRO MAXIMÁLNÍ BEZPEČNOST Jestliže je potřeba spolehlivým způsobem armaturu otevřít nebo zavřít, mechanická řešení pohonu zajistí maximální bezpečnost. U nové jednotky Fail-Safe FQM se krouticí moment potřebný v nouzové situaci vytváří čistě mechanicky pomocí svinuté pružiny. Elektrická energie není pro provoz Fail-Safe potřebná.
KONSTANTNÍ KROUTICÍ MOMENT Pružinový motor se svinutou pružinou, který je předmětem přihlášky patentu, zajišťuje při provozu jednotky Fail-Safe rovnoměrně vysoký krouticí moment po celé dráze přestavení. Svinutá pružina je při normálním provozu odpojená a nemusí se pohybovat. Z tohoto důvodu není nutné servopohon dimenzovat na vyšší výkon.
VARIABILNÍ RYCHLOST PŘESTAVENÍ Rychlost přestavení pro provoz Fail-Safe lze nastavit. Pohon může navíc zajet armaturou do koncové polohy pomalejší rychlostí. Armaturu to chrání a zabraňuje tlakovým rázům v potrubí.
ELEKTRICKÉ KYVNÉ SERVOPOHONY S JEDNOTKOU FAIL-SAFE FQM
2
JEDNODUCHÁ INTEGRACE
NEJRŮZNĚJŠÍ MOŽNOSTI POUŽITÍ
Servopohony s jednotkou Fail-Safe FQM se do zařízení integrují stejným způsobem jako standardní servopohony firmy AUMA. Jednotka Fail-Safe FQM je standardně začleněna do modulárního konceptu produktů AUMA. Kombinuje se s kyvnými pohony AUMA řady SQ nebo otočnými pohony AUMA řady SA s kyvnou převodovkou GS.
Servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM jsou vhodné k automatizaci klapek a kohoutů s úhlem otočení až do 90°. Jsou ideální volbou všude tam, kde je nutné v nouzové situaci kyvné armatury bezpečně otevřít nebo zavřít.
JEDNODUCHÉ DODATEČNÉ VYBAVENÍ Díky stejným rozhraním je možné stávající zařízení vybavit dodatečně jednotkou Fail-Safe, například v případě zvýšení požadavků na bezpečnost určité aplikace. Často lze přitom dále použít dosavadní servopohon.
Použití v ropném průmyslu a v plynárenství V ropném a plynárenském průmyslu jsou požadavky, nejen z důvodu nebezpečí výbuchu, obzvláště vysoké. Provedení jednotky Fail-Safe s ochranou proti výbuchu zajišťuje požadovanou bezpečnost. Ochrana proti přeplnění v úložištích nádrží, ochrana proti výtoku z nádrží a potrubí nebo použití v regulačních stanicích plynu je pouze několik příkladů z nejrůznějších možností použití v ropném a plynárenském průmyslu.
3
2015.11.09
Zapojení do řídicího systému se provádí stejně jako u standardních zařízení pomocí integrovaného řízení servopohonů AC. Koncepce ovládání, rozhraní a komunikace zůstávají jednotné pro všechny armatury v zařízení.
Použití v průmyslu Pohony Fail-Safe se využívají ve všech odvětvích a oblastech použití. U velkých zásobníků vody například zamezují, v případě prasknutí potrubí, chodu naprázdno. Též aplikace na parních kotlích elektráren a nebo v požárních systémech silničních a železničních tunelů jsou dalšími typickými příklady použití.
POPIS FUNKCE Jednotka Fail-Safe Kyvné servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe zajišťují, že v případě výpadku napětí nebo v případě nouzového signálu zajede armatura do bezpečnostní polohy. Přitom lze zvolit, zda armatura zajede do polohy OTEVŘENO nebo ZAVŘENO.
Normální provoz V normálním provozu jsou všechny funkce servopohonu AUMA jako obvykle k dispozici. Krouticí moment se přenáší přímo ze servopohonu jednotkou Fail-Safe na armaturu. Provoz Fail-Safe Provoz Fail-Safe je zcela nezávislý na elektrické energii a provádí se výhradně mechanicky pomocí energie nahromaděné ve svinuté pružině.
SQ
Provoz Fail-Safe se aktivuje buď při výpadku napětí, nebo v případě přijetí nouzového signálu. Aktivace je nezávislá na řízení servopohonu AC. Svinutá pružina se při provozu Fail-Safe uvolní a přes planetový převod přenese vzniklý krouticí moment na armaturu. Pružina dodává během celého provozu Fail-Safe téměř konstantní krouticí moment.
FQM
1
1 Pružinový motor se svinutou pružinou Jádrem jednotky Fail-Safe je mechanický pružinový motor se svinutou pružinou, který v nouzové situaci poskytne potřebný krouticí moment pro otevření nebo zavření armatury.
Přivedením elektrického napětí do servopohonu a příslušným signálem uvolnění z řídicího systému se jednotka Fail-Safe inicializuje a svinutá pružina se napne pomocí integrovaného elektromotoru. Napnutí proběhne tak, že se pružina navine na bubínek. V případě provozu jednotky Fail-Safe působí integrovaný elektromotor navíc jako brzda a pružinu zpomaluje. Umožňuje nastavení různých rychlostí přestavení během provozu Fail-Safe. 4
SA
AC
GS
Elektromagnet s pákovým mechanismem Elektromagnet drží pružinu pomocí pákového mechanismu v napnuté poloze. Dojde-li k výpadku napětí nebo k přijetí nouzového signálu, elektromagnet pružinu uvolní a spustí provoz Fail-Safe. 2
2
3 Planetová převodovka Planetová převodovka působí jako modulační převodovka. Při normálním provozu přenáší pohyb hnacího hřídele přímo do kyvného pohybu armatury. Svinutá pružina je v normálním provozu odpojená, pohon ji tedy nemusí pohánět. 3
Při provozu Fail-Safe planetový převod přenáší energii nahromaděnou v pružině na armaturu. Servopohon přitom stojí. 4 Koncové dorazy s integrovanými koncovými spínači Integrované koncové dorazy vymezují kyvný úhel armatury. Koncové spínače se při nastavení koncových poloh OTEVŘENO a ZAVŘENO také automaticky nastavují a není nutné je zvlášť seřizovat.
4
5 Připojení na armaturu Připojení na armaturu se provádí dle EN ISO 5211. Krouticí moment se přenáší z výstupního hřídele přes spojku s jemným drážkováním na armaturu. Spojku lze objednat buď bez díry, s vnitřním čtyřhranem, vnitřní obdélníkovou dírou nebo dírou s drážkou. 5
Elektrický kyvný servopohon Jednotku Fail-Safe FQM lze používat jak s kyvnými pohony AUMA řady SQ, tak v kombinacích otočných pohonů AUMA řady SA a kyvných převodovek GS. Elektrický servopohon lze tedy individuálně a optimálně přizpůsobit podle požadavků použití: >> Kyvné pohony SQ pro řízení, SQR pro regulaci a SQEx a SQREx pro prostředí s nebezpečím výbuchu >> Otočné servopohony SA s kyvnými převodovkami GS pro řízení, SAR pro regulaci a SAEx a SAREx pro prostředí s nebezpečím výbuchu
Integrované řízení servopohonu AC Integrované řízení AC přebírá komunikaci mezi řídicím systémem a pohonem. Lze jej dodat s různými rozhraními k řídicímu systému – jak pro paralelní přenos signálu, tak pro komunikaci přes průmyslovou sběrnici. Podporovány jsou například Profibus DP, Modbus RTU, DeviceNet, Foundation Fieldbus a HART a Wireless HART. Inteligentní diagnostické funkce umožňují preventivní údržbu a integraci pohonů do systémů pro správu provozních zdrojů. Prostřednictvím integrovaného panelu místního ovládání může být pohon ovládán přímo na místě.
Výhody pružinového motoru se svinutou pružinou AUMA
Ale u pružinového motoru AUMA se svinutou pružinou, který je předmětem přihlášky patentu, svinutá pružina zajišťuje téměř konstantní krouticí moment. A to po celou dráhu přestavení. Pružinový motor se svinutou pružinou lze proto vyrobit výrazně menší než s tradiční vratnou pružinou. Další výhoda: Díky modulační převodovce se nemusí pružina v normálním provozu pohybovat společně s ostatními součástkami. Důsledkem je, že lze použít menší pohon. Navíc se předchází předčasnému opotřebení pružiny a zamezí se zatížení armatury z důvodu překročení krouticího momentu.
T 180 Krouticí moment v %
Tradiční řešení s jednoduchou vratnou pružinou mají tu nevýhodu, že pružina na začátku dráhy přestavení dodává nejvyšší krouticí moment. Na konci dráhy se ale krouticí moment zeslabuje – právě tehdy, když je nejvíc potřebný k jejímu bezpečnému zatlačení do sedla. Pružina musí být proto předimenzovaná, aby poskytovala potřebný krouticí moment až do konce dráhy přestavení.
140
110 100 OTEVŘENO (0°) Tradiční pružina Svinutá pružina AUMA
ZAVŘENO (90°) Čas Potřebný krouticí moment armatury
PODMÍNKY POUŽITÍ Servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM jsou dimenzovány na maximální spolehlivost a dlouhou životnost a splňují své funkce také v extrémních okolních podmínkách.
KRYTÍ IP68 Jednotka Fail-Safe FQM se dodává stejně jako servopohony se zvýšeným krytím IP68 podle normy EN 60529. Přípustná výška zaplavení je 8 m vodního sloupce po dobu max. 96 hodin.
OKOLNÍ PODMÍNKY Standardní provedení jednotky Fail-Safe FQM je vhodné pro teploty od -30 °C do +70 °C, provedení pro nízké teploty je vhodné pro rozmezí od -40 °C do +60 °C. Další rozmezí teplot vám zašleme na vyžádání.
OCHRANA PROTI KOROZI Systém ochrany proti korozi AUMA s dvouvrstvým práškovým lakováním je certifikován TÜV a poskytuje vysokou mechanickou a chemickou odolnost.
OCHRANA PROTI VÝBUCHU Servopohony a jednotka Fail-Safe FQM byly zkoušeny ve spolupráci s národními a mezinárodními certifikačními úřady. Zařízení mají celosvětová schválení pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu, mimo jiné ATEX (Evropa), IECEx (mezinárodní), FM (USA) a ROSTECHNADSOR/EAC (TR-CU) (Rusko). >> Ochrana proti výbuchu podle ATEX: ATEX II2G Ex d, e IIC T4 nebo T3 >> Ochrana proti výbuchu podle FM: CL I, DIV 1, GP B,C,D CL II, DIV 1, GP E,F,G CL III
OHNIVZDORNÉ PROVEDENÍ Aby bylo možné armaturu bezpečně otevřít nebo zavřít i v případě požáru, lze servopohony AUMA s jednotkou Fail-Safe FQM dodat také v ohnivzdorném provedení. Zařízení s ohnivzdorným povlakem K-MASS TM si například zachovají svou funkčnost při teplotách do 1100 °C po dobu 30 minut. Splňují tak požadavky podle UL 1709.
ÚROVEŇ INTEGRITY BEZPEČNOSTI – SIL Servopohony s jednotkou Fail-Safe FQM jsou vhodné pro okolní podmínky C5-I a C5-M podle EN ISO 12944-2. Splňují požadavky pro použití v oblastech s vysokým obsahem solí, s téměř stálou kondenzací a silným znečištěním.
Požadavek na Fail-Safe se klade často v souvislosti s funkční bezpečností. Právě v takových případech, kdy je nutno zajistit, aby zařízení nebylo ani v nouzové situaci zdrojem nebezpečí pro člověka a okolní prostředí, se vyžadují komponenty s vysokou spolehlivostí a nízkou pravděpodobností poruch. Jednotka Fail-Safe AUMA splňuje maximální požadavky na funkční bezpečnost podle IEC 61508 a je vhodná pro bezpečnostní systémy až do úrovně SIL 2/SIL 3.
TECHNICKÉ ÚDAJE
Typ FQM 05.1 FQM 07.1 FQM 10.1 FQM 12.1 Elektrické napětí Řídicí napětí pro NOUZOVÝ vstup
Připojovací příruba na armaturu
Max. výstupní moment
Úhel vychýlení
EN ISO 5211 [Nm] F05 150 F07 F07 300 F10 do 90° F10 600 F12 F12 1200 F14 50 Hz: 220 V, 230 V, 240 V, 380 V, 400 V, 415 V 60 Hz: 440 V, 460 V, 480 V, 500 V 24 V DC/1 A 115 V AC
Doba přestavení
Vhodný kyvný servopohon
[s]
SQ
5 – 30
10 – 60
SA + GS
SQ 05.2
–
SQ 07.2
SA 07.2 + GS 50.3 SA 10.2 + GS 50.3
SQ 10.2
SA 07.2/SA 10.2 + GS 50.3
SQ 12.2
SA 07.2/SA 10.2 + GS 63.3 SA 10.2 + GS 80.3
7
AUMA Riester GmbH & Co. KG Aumastr. 1 79379 Muellheim/Germany Tel.: +49 7631-809-0 Fax: +49 7631-809-1250
[email protected] AUMA Servopohony, spol. s r.o. Boleslavská 1467 250 01 Brandýs n.L. - Stará Boleslav Tel.: +420 326 396 993 Fax: +420 326 303 251 www.auma.cz Dceřiné společnosti AUMA a zastoupení jsou vám k dispozici ve více než 70 zemích. Podrobné kontaktní informace najdete na našich webových stránkách. www.auma.com
Změny vyhrazeny. Uvedené vlastnosti výrobků nenahrazují prohlášení o záruce. Y006.906/013/cs/1.15
Certificát-registr. . 12 100/104 4269
