Ventile sicherheitsgerichtet abschalten

Die Integration der Pneumatikventile für sichere Abschaltung ist auf jedem Ventilplatz der Ventilinsel möglich. Durch die Abschaltfunktion lassen sich Prozesse bis zum Performance Level C gemäß Maschinenrichtlinie sicher abschalten. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
In der Prozesstechnik sind automatisierte Anlagen für einen langjährigen und sicheren Betrieb ausgelegt. Das gilt für alle Branchen, angefangen von Molkereien und Brauereien bis hin zur Pharmaindustrie oder Anlagen zur Aufbereitung industriellen Prozesswassers. Die sicherheitstechnischen Anforderungen verändern sich jedoch; die Akzeptanz gegenüber Restrisiken sinkt. Gefragt sind deshalb Lösungen, die dem individuellen Sicherheitsbedürfnis der jeweiligen Anwendung gerecht werden.

Je nach Anlage gilt es bestimmte Performance-Level zu erfüllen, um das Leben und die Gesundheit von Personen zu schützen, z.B., wenn Arbeiten an Rohrleitungen, Ventilen, Verbindungsstücken o.ä. durchgeführt werden. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Je nach Anlage gilt es bestimmte Performance-Level zu erfüllen, um das Leben und die Gesundheit von Personen zu schützen, z.B., wenn Arbeiten an Rohrleitungen, Ventilen, Verbindungsstücken o.ä. durchgeführt werden.

Die Mindestanforderungen an die Sicherheitsstandards von Maschinen und Anlagen sind in der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG geregelt. Demnach gilt es, je nach Anlage bestimmte Performance-Level zu erfüllen, um das Leben und die Gesundheit von Personen zu schützen, z.B., wenn Arbeiten an Rohrleitungen, Ventilen, Verbindungsstücken o.ä. durchgeführt werden. Je nach Anlagenstruktur bietet Bürkert Fluid Control Systems hierfür unterschiedliche Lösungsansätze, angefangen von Ventilinseln, über Steuerköpfe bis hin zu schlichteren Lösungen mit speziellen Ventiltypen, die sich auch in Bestandsanlagen unkompliziert nachrüsten lassen.

Ventilinseln

Die Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 ist in die dezentralen Peripheriesysteme SIMATIC ET 200SP und ET 200SP HA integrierbar. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Die Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 ist in die dezentralen Peripheriesysteme SIMATIC ET 200SP und ET 200SP HA integrierbar.

Maschinen und Anlagen müssen so beschaffen sein, dass weder Menschen noch die Umwelt oder Sachwerte durch ihre Funktion Schaden nehmen. Typischerweise werden solche Anforderungen – vor allem in Neuanlagen – über eine Profisafe-Steuerung, das Profisafe-Protokoll und entsprechende fehlersichere IO-Module gelöst. Seit vielen Jahren kombinieren deshalb der Fluidikexperte Bürkert und Siemens immer wieder ihr Know-how:

Die Ventilinsel AirLINE SP Typ 8647 ist beispielsweise in die dezentralen Peripheriesysteme SIMATIC ET 200SP und ET 200SP HA integrierbar. Diese Integrationsstufe erhöht die Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Dadurch können Ventilinseln in hochverfügbaren und bis zu R1 redundanten PROFINET-Umgebungen mit Profisafe-Protokoll direkt an einem dezentralen Peripheriesystem betrieben werden. Pneumatische Segmente oder einzelne Ventile lassen sich dann gezielt über entsprechende Sicherheitsrelais abschalten.

„Sichere Abschaltungen“ einfach nachrüsten

Die patentierte Abschaltfunktion ist bei diesen Ventilen mit einem zweiten Anschluss realisiert, über den der Stromkreis der Magnetspule unterbrochen werden kann. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Die patentierte Abschaltfunktion ist bei diesen Ventilen mit einem zweiten Anschluss realisiert, über den der Stromkreis der Magnetspule unterbrochen werden kann.

Werden erst im Laufe der Zeit die Anforderungen an die Sicherheit einer Anlage erhöht, kann das Umrüsten auf eine Profisafe-Lösung aufwendig, teuer und mit unerwünschten Stillstandszeiten verbunden sein. Bürkert bietet deshalb eine praxisgerechte Alternative: Pneumatikventile mit zusätzlicher Abschaltfunktion (Typen 6524 und 6525) können einfach auf jedem beliebigen Ventilplatz der Ventilinseln nachgerüstet und damit unabhängig von der regulären Schaltsignalsteuerung der Ventilinsel abgeschaltet werden. Dabei benötigt das Plus an Sicherheit keine größeren Schaltschränke.

Die Integration der Pneumatikventile für sichere Abschaltung ist auf jedem Ventilplatz der Ventilinsel möglich. Durch die Abschaltfunktion lassen sich Prozesse bis zum Performance Level C gemäß Maschinenrichtlinie sicher abschalten. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Die Integration der Pneumatikventile für sichere Abschaltung ist auf jedem Ventilplatz der Ventilinsel möglich. Durch die Abschaltfunktion lassen sich Prozesse bis zum Performance Level C gemäß Maschinenrichtlinie sicher abschalten.

Die Ventile bestehen aus einem Vorsteuer-Flipper-Magnetventil und einem Pneumatiksitzventil. Das Flipper-Wirksystem erlaubt das Schalten hoher Drücke bei geringer Leistungsaufnahme und mit kurzen Schaltzeiten. Die patentierte Abschaltfunktion ist über einen zweiten Anschluss realisiert. Die Ventile werden also weiterhin über den Bus angesteuert, bieten aber zusätzlich vorne einen zweiten elektrischen Anschluss, über den der Stromkreis der Magnetspule unterbrochen werden kann. Bei Auslösen einer Sicherheitskette schalten die Öffnerkontakte eines Notausrelais die Spule des Pneumatikventils ab, unabhängig von der Ansteuerung des Ventils über die SPS.

Die Ventile, mit denen sich Prozesse bis zum Performance Level C gemäß Maschinenrichtlinie sicher abschalten lassen, gibt es als 3/2-, 5/2- und 2x 3/2-Wegeventil. Anlagenbetreiber aus der Prozessindustrie können so mit einfachen Mitteln auf steigende Sicherheitsanforderungen reagieren. Darüber hinaus kann durch die Einbindung eines sogenannten Redundanzblockes sogar das Performance Level D erreicht werden.

Redundanzblock erhöht die Sicherheit

Durch die Einbindung eines Redundanzblockes kann das Performance Level D erreicht werden. Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Durch die Einbindung eines Redundanzblockes kann das Performance Level D erreicht werden.

Der Redundanzblock (MKRS) für das sicherheitsgerichtete Abschalten wurde für Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen entwickelt. Er ist mit Ventilen und Druckschaltern ausgestattet, die pneumatisch in Reihe hinter den Ventilen auf der Ventilinsel installiert werden. Die Montage in Reihe gewährleistet eine redundante Abschaltmöglichkeit. Zusätzlich überwachen die Druckschalter auf dem Redundanzblock vor und nach dem Abschaltventil den anstehenden Druck.

Der Einsatz des Redundanzblocks bietet sich an, wenn bei einem Notfall ein sofortiger Prozessstopp notwendig ist. Typisch sind beispielsweise Prozesse, bei denen eine Inspektionsluke für Wartungsarbeiten geöffnet werden kann. Hier gilt es, den Prozess unbedingt zu stoppen und gegen Wiederanlauf zu schützen, falls eine Abdeckung zum falschen Zeitpunkt entfernt wird.

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter https://www.buerkert.de/de/Produkte-Applikationen/Individuelle-Loesungen/Kundenreferenzen/Mehr-Anlagensicherheit-dank-Pneumatikventilen

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 Produkten 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.

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Marco Antoni

Der Diplom-Physiker arbeitet seit Juni 2015 beim Redaktionsbüro Stutensee. Kontakt können Sie via
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