Der Weg zum modernen Automatisierungssystem:

Reif für die elektropneumatische Insel

Integration von Pneumatik und Elektrik: Kombiniertes Know-how führt 2017 zum intelligenten elektropneumatischen Automatisierungssystem Bürkert AirLINE 8647. Bild: Bürkert

Verfahrenstechnische Anlagen in Pharma-, Kosmetik-, Nahrungs- und Genussmittelindustrie oder Wasseraufbereitung profitieren davon, wenn elektrische und pneumatische Funktionen gemeinsam auf einer Ventilinsel integriert sind. So lassen sie sich über nur eine Busleitung ansteuern und das Programmieren geht schneller. Heute sind solche integrierten Ventilinseln zu intelligenten, elektropneumatischen obendrein auch noch ex-sicheren Automatisierungssystemen geworden. Sie bieten praxisgerechte Diagnose- und sicherheitsgerichtete Abschaltfunktionen, erschließen Möglichkeiten zu vorbeugenden Wartungsmaßnahmen und fügen sich „nahtlos“ in die Prozesssteuerungswelt ein. Bürkert hat dafür in Abstimmung mit Siemens die Voraussetzung geschaffen.

Ein Meilenstein für die Verfahrenstechnik: Durch die vollständige Hardwareintegration der Ventilinsel Typ 8644 AirLINE in das dezentrale Peripheriesystem SIMATIC ET 200S von Siemens konnten 2002 erstmals in einem Schaltschrank elektrische und pneumatische Signale über nur eine Busanbindung gesteuert werden. Bild: Bürkert

Ein Meilenstein für die Verfahrenstechnik: Durch die vollständige Hardwareintegration der Ventilinsel Typ 8644 AirLINE in das dezentrale Peripheriesystem SIMATIC ET 200S von Siemens konnten 2002 erstmals in einem Schaltschrank elektrische und pneumatische Signale über nur eine Busanbindung gesteuert werden.

Bereits im Jahre 2002 gelang der erste Schritt auf dem Weg zum elektropneumatischen Automatisierungssystem: Die Kombination aus einem leistungsstarken dezentralen Peripheriesystem und einer Ventilinsel war damals eine beachtliche Innovation. Im Schaltschrank konnten elektrische und pneumatische Signale über nur eine Busanbindung gesteuert werden. Somit waren Anwender in der Lage ihre Profibusnetze zu verschlanken und die Anzahl der Teilnehmer am Bus zu reduzieren. Zusätzlich ließ sich bereits bei der Programmierung Zeit einsparen, da die Stationen als komplette Einheiten parametriert werden konnten. Neu war damals auch die platzsparende Montage in einem Schaltschrank – wurden doch bis dato normalerweise Elektrik und Pneumatik in unterschiedlichen Steuerschränken verbaut.

Der erste Schritt wird zum Markterfolg

Der Anwender hatte somit die Möglichkeit, neben digitalen und pneumatischen Signalen auch analoge und später sogar fehlersichere Signale auf einer Station zu verarbeiten. Die damals revolutionäre Ventilinsel (Typ 8644) wurde nach der Markteinführung deshalb schnell zum Erfolg. Sie ist bis zum heutigen Tag in vielen Applikationen zu finden, angefangen vom allgemeinen Maschinenbau, dem Nahrungs- und Genussmittelsektor bis zur Pharma- und Chemieindustrie.

Seit der Einführung der Schaltschrankbodeneinbauplatte AirLINE Quick, kann die Ventilinsel, auf der bis zu 48 3/2-Wege Ventilfunktionen Platz finden, inklusive der SIMATIC-Module platzsparend direkt im Schaltschrankboden montiert werden. Auch die neuen Sicherheitsventile mit einem zweiten elektrischen Anschluss lassen sich darauf verbauen. Dies ermöglicht sichere Abschaltungen bis Performance-Level D gemäß Maschinenrichtlinie EN 13849.

Der nächste Schritt: Ventilinsel für den Ex-Bereich

Highlight 2006: Die Ventilinsel AirLINE Ex (Typ 8650). Bild: Bürkert

Highlight 2006: Die Ventilinsel AirLINE Ex (Typ 8650).

Im Jahr 2006 stellte Bürkert ein weiteres Highlight vor: Mit der Ventilinsel AirLINE Ex Typ 8650 ließen sich die Integrationsvorteile jetzt auch im Ex-Bereich nutzen, in Chemie und Pharmazie ebenso wie in Anwendungen mit Staub-Ex-Bereichen. Die Zusammenfassung von eigensicheren Ventilen und Ventilausgangsmodulen von Bürkert in das SIMATIC ET 200iSP System von Siemens ist bis heute einmalig, denn kein anderes System ermöglicht eine solch hohe Kanaldichte und Flexibilität – elektrisch wie auch pneumatisch.

Die hohe Verfügbarkeit, die durch Redundanz von Power-Supply- und Interfacemodulen garantiert ist, wird durch eine elektrische und pneumatische Hot-Swap-Funktion ergänzt. Sie ermöglicht es dem Anwender innerhalb kürzester Zeit ein Ventil im laufenden Betrieb unter Druck und Spannung zu tauschen. Somit verkürzen sich Stillstandszeiten und Wartungszyklen. Durch die vollständige Hard- und Softwareintegration in das Siemens-Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7, sind dank interner Schaltspielzähler sogar vorbeugende Wartungsmaßnahmen möglich. Hierzu stellt Bürkert HSP- und HUP-Dateien zur Integration in die Siemens-Engineering-Welt bereit. Ebenso können unterschiedliche Diagnosen auf der Ventilinsel aktiviert werden, diese melden Störungen oder Fehler unmittelbar über Profibus DP an die übergeordneten Systeme. Sicherheitsgerichtete Funktionen sind über Failsafe-Module direkt im Schaltschrank realisierbar. So kann der Anwender auf pneumatischer Seite zwischen einer Abschaltung einzelner Ventile oder einem blockweisen Not-Aus der Ventile wählen.

Der aktuelle Stand: Ventilinsel fügt sich nahtlos in die Prozesswelt

Die neue Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 ist vollständig in das dezentrale Peripheriesystem SIMATIC ET 200SP integriert und garantiert durch entsprechende Softwarefiles die nahtlose Integration in die Siemens-Automatisierungswelt. Bild: Bürkert

Die neue Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 ist vollständig in das dezentrale Peripheriesystem SIMATIC ET 200SP integriert und garantiert durch entsprechende Softwarefiles die nahtlose Integration in die Siemens-Automatisierungswelt.

Pünktlich zum 15. Geburtstag der ersten integrierten Ventilinsel kommt 2017 die neue Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 auf den Markt. Sie ist vollständig in das dezentrale Peripheriesystem SIMATIC ET 200SP integriert. Darüber hinaus kann der Anwender jetzt erstmals ohne zusätzliche Peripheriegeräte direkt auf einem vor Ort eingebauten LC-Display den Status der Ventilinsel, Fehler oder Prozessparameter ablesen. Zusätzlich lässt sich die Schaltstellung der Pilotventile und der zugehörigen Prozessantriebe grafisch darstellen. Dieses Mapping von digitalen Ein- und Ausgangssignalen erleichtert dem Anwender Inbetriebnahmen, Wartungen und Fehlersuchen.

Alle auf der Ventilinsel generierten Informationen können auch in der Steuerung verarbeitet werden, z.B. Diagnosedaten wie z.B. defekte Spulen, offene Ausgänge oder Druckschwankungen in der Zuluft. Zwei voneinander unabhängige Schaltspielzähler generieren Meldungen, die eine vorbeugende Wartung ermöglichen. Diese Daten kann man sich auch als Klartext auf der Ventilinsel direkt im Schaltschrank anzeigen lassen.

Neues und Bewährtes ergänzen sich

Seit der Einführung intelligenter Ventilinselsysteme ist Bürkert auch im Schaltschrankbau zu Hause. Hierbei liegt der Hauptfokus auf elektropneumatischen Systemen für die Prozessindustrie und Schaltschränken der Schutzart Ex e (erhöhte Sicherheit) für den explosionsgefährdeten Bereich. Bild: Bürkert

Seit der Einführung intelligenter Ventilinselsysteme ist Bürkert auch im Schaltschrankbau zu Hause. Hierbei liegt der Hauptfokus auf elektropneumatischen Systemen für die Prozessindustrie und Schaltschränken der Schutzart Ex e (erhöhte Sicherheit) für den explosionsgefährdeten Bereich.

Auch wenn es um sichere pneumatische Abschaltungen geht, hat die neue Ventilinsel einiges zu bieten. So können die Ventilmodule über die optionale EVS-Klemme stromlos geschalten werden. Hierzu wird über einen potentialfreien Kontakt der Versorgungsstromkreis für die Lastspannung der Ventile unterbrochen. Diese einfache, aber robuste und sichere Lösung bietet dem Anwender die Möglichkeit für kostengünstige Not-Aus-Kreise direkt auf der Ventilinsel. Wenn aus verfahrenstechnischen Gründen keine blockweise Abschaltung realisierbar ist, kann der Anwender auf die jederzeit nachrüstbaren Sicherheitsventile mit zweitem elektrischem Anschluss zurückgreifen und diese einzeln über potentialfreie Kontakte abschalten. Auch mit über viele Jahre im Prozessumfeld bewährten Features zur Erhöhung der Prozesssicherheit ist die Ventilinsel ausgestattet. So können auch bei dieser Station die Ventile dank der integrierten P-Kanalabsperrung im laufenden Betrieb unter Druck gewechselt werden. Die eingebauten Rückschlagventile sichern die nachgeschalteten Prozessantriebe gegen ungewolltes Umschalten bei Druckstößen oder einem Abluftstau ab.

Für den Einbau in den Schaltschrankboden gibt es auch hier die Bodeneinbauplatte AirLINE Quick aus Edelstahl oder Aluminium. Somit lässt sich auch die neue Ventilinsel platzsparend in einem Schaltschrank montieren. Anwender im Pharma- und Nahrungsmittelsektor können dadurch kleine, dezentrale Einheiten mit einer hohen Signaldichte direkt vor Ort installieren.

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter: http://www.buerkert.de/de/Landingpage/Ventilinsel-kompatibel-mit-SIMATIC-ET-200SP-von-Siemens

Über Bürkert
Bürkert Fluid Control Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase. Lösungen von Bürkert kommen in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen zum Einsatz – das Spektrum reicht von Brauereien und Laboren bis zur Medizin-, Bio- und Raumfahrttechnik. Mit einem Portfolio von über 30.000 Produktlösungen deckt Bürkert als einziger Anbieter alle Komponenten des Fluid Control-Regelkreises aus Messen, Steuern und Regeln ab: von Magnetventilen über Prozess- und Analyseventile bis zu pneumatischen Aktoren und Sensoren. Das Unternehmen mit Stammsitz im süddeutschen Ingelfingen verfügt über ein weit gespanntes Vertriebsnetz in 36 Ländern und beschäftigt weltweit mehr als 3.000 Mitarbeiter. In fünf Systemhäusern in Deutschland, China und den USA sowie vier Forschungs- und Entwicklungszentren entwickelt Bürkert kontinuierlich kundenspezifische Systemlösungen und innovative Produkte. Ergänzt wird die Produktpalette mit dem umfassenden Serviceangebot BürkertPlus, das Kunden während des kompletten Produktlebenszyklus begleitet. Weitere Informationen unter: www.buerkert.de www.facebook.com/Buerkert.Fluidtechnik www.twitter.com/buerkertfluid

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Heiko Kurtz

Field Segment Manager ATEX-Solutions bei Bürkert Fluid Control Systems

Marco Antoni

Marco Antoni

Der Diplom-Physiker arbeitet seit Juni 2015 beim Redaktionsbüro Stutensee. Kontakt können Sie via Xing, Twitter und Facebook aufnehmen.

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