In vielen Schlüsselindustrien werden Armaturen pneumatisch gesteuert und automatisiert, von der Arznei- und Nahrungsmittelproduktion bis hin zur Chemie- und Kunststoffbranche. Für den Betrieb in der Prozessindustrie ist dabei erforderlich, höchste Sicherheitsstandards einzuhalten und entsprechend hochwertige Gerätekomponenten zu verwenden. Selbst große Armaturen werden mit Druckluft sicher und einfach angesteuert - diese Lösungen müssen passgenau und zuverlässig bis in die kleinste Komponente gefertigt werden. Der Automatisierungsspezialist SMC hat sich unter anderem auf die Steuerung von Industriearmaturen spezialisiert und bietet auch hochindividuelle Zylinderlösungen mit Positioner (Cypo) an, die in vielen Bereichen der Prozessindustrie zum Einsatz kommen.
Um in den verschiedensten Industriezweigen Armaturen, Schieber oder Klappen zu öffnen, zu schließen und zu positionieren, werden pneumatische Komponenten eingesetzt. Im Falle von Industriearmaturen tragen diese etwa bei chemischen Anlagen dazu bei, den Durchfluss von unterschiedlichen Medien in Rohrleitungen zu steuern und zu regeln. Um dies automatisiert durchzuführen, benötigen Armaturen verschiedene Komponenten: Antriebe, Druckluftkomponenten und Stellungsregler (engl. Positioner). Der pneumatische Antrieb betätigt als antriebstechnische Einheit die Armaturen, indem Druckluft in mechanische Bewegungen umgesetzt wird. Hierfür werden in der Prozessautomatisierung oft pneumatische Schwenkantriebe eingesetzt.
Zur Automatisierung von Armaturen werden Positioner (Stellungsregler) eingesetzt. Der Stellungsregler positioniert die Armatur (Ventilstellung) durch eine Sollwertvorgabe. Der Positioner vergleicht den Istwert der Armaturenstellung mit dem eingestellten Sollwert und regelt die Position der Armatur bei Bedarf autark nach. Die Konstruktionen sogenannter Cypos (Zylinder mit angebautem Positioner) sind individuell konstruierte All-in-One-Lösungen, die angepasst an die Anforderungen mit entsprechend robusten, zuverlässigen Einzelkomponenten ausgestattet sind. Der Spezialist für Pneumatik und Automatisierung SMC fertigt Komplettlösungen aus einer Hand, flankiert von weltweit verfügbaren Serviceleistungen.
Neben den Geräten selbst werden aus Anwendersicht immer wichtiger: eine anwenderfreundliche Installation, Konfiguration, Inbetriebnahme und Handhabung. Das spart letztlich wertvolle Zeit und Ressourcen und somit auch Kosten. Unter Erfüllung der hohen Anforderungen werden beispielsweise Konstruktionen wie die Air Servo Cylinder IN-777 gefertigt, die für den Einsatz in nahezu sämtlichen Industriezweigen ausgelegt sind. Die Position des Zylinders wird hier durch ein elektrisches Signal mit 4-20 mA vorgegeben. Das System punktet mit einfacher Kalibrierung (Endpositionen), kleinen Reaktionszeiten und hoher Präzision - bei einer Wiederholgenauigkeit von ±0.5 mm. Als All-in-One Lösung wird die Wartung vereinfacht, zudem verfügt sie über eine eingebaute Selbstdiagnose und Notfall-Positionierung des Zylinders bei Luft- oder Stromausfall.
Die für die Konstruktion verwendeten Komponenten sind robust bis ins kleinste Bauteil. „Unsere Komplettlösungen zeichnet unter anderem aus, dass wir ausschließlich hochqualitative Komponenten verbauen, angefangen beim Positioner über die Spezialventile bis hin zur kompletten Druckluftversorgung, samt Zubehör wie One-Touch-Fittinge“, sagt Harald Haenßgen, Product Application Manager Fluid Control, SMC Deutschland. Dazu gehören etwa die elektro-pneumatischen Positioner ND9000 und ND7000: intelligente Stellungsregler, ausgelegt für rotatorische und lineare Anwendungen für alle Regelventilantriebe und in verschiedenen explosionssicheren Ausführungen. „Mit Leistungsmerkmalen wie erweiterter Selbstdiagnose garantieren beide eine hohe Qualität in allen Betriebszuständen und sind daher eine zukunftssichere Investition“, so Haenßgen.
Die Positioner sind zudem Sil-2-zertifiziert und kompatibel mit Hart, Profibus PA und Foundation Field Bus. Ergänzt werden sie von den elektrisch/pneumatischen Positionern IP8001/IP8101 mit Autokalibrierung und IP8000/IP8001 für Standardanwendungen, den pneumatisch/pneumatischen Positionern IP5000/IP5100, ebenfalls für rotierende oder lineare Anwendungen, sowie dem rein pneumatischen Positioner für Linearzylinder IP200.
Auch die weiteren Komponenten sind auf Robustheit und Zuverlässigkeit getrimmt: Die Lock-Up Valves IL200/211/220 beispielsweise gewährleisten einen sicheren Zustand bei Druckluftabfall und werden verwendet, um die Armatur bei Störung der Druckluftversorgung in eine sichere Position zu bringen. Bei Unterschreiten des einstellbaren Minimumdruckes schaltet das Ventil in die sichere Position. Erhältlich sind sie als 2/2-Wegeventil für einfachwirkende Zylinder (Federrückstellung, Serie IL201), als 4/4-Wegeventil für doppeltwirkende Zylinder (Serie IL211) oder als 3/2-Wegeventil, um auf eine alternative Druckluftversorgung umzuschalten (Serie IL220). Die Booster-Ventile IL100 beschleunigen die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit bei Armaturen und Zylindern und sorgen für Prozesssicherheit bei großen Distanzen zur Druckluftquelle.
Als Filter-Regler werden unter anderem die Serie AW30/40-X2622 in Edelstahlausführung verwendet, die sich in einem Temperaturbereich von -40 bis +80 Grad Celsius einsetzen lassen, entsprechend dem internationalen Nace-Standard. Für spezielle Materialien und Dichtungen sowie hohe oder niedrige Umgebungstemperaturen eignet sich hierbei der Filter-Regler AW 0-B-X430/X440 (je nach Modell von -30 bis +60 Grad Celsius bzw. von -5 bis +80 Grad Celsius). Als weitere Komponenten für die Valve Automation umfasst das SMC-Portfolio unter anderem auch Durchflussregler, Fittinge und Schläuche.
Digital, smart und integriert - das ist die automatisierte Prozesstechnologie der Zukunft. Im Fokus stehen neben den beschriebenen Armaturenlösungen und deren Komponenten unter anderem auch Daten. Diese müssen gesammelt, analysiert, gespeichert und übermittelt werden. Hierfür hat SMC seine Positioner mit Kommunikationsoptionen ausgestattet - für Hart, Profibus PA und Foundation Field Bus. Zudem verfügen sie über eine Diagnosefunktion, so können sie direkt erfassbare Größen wie Sollwert, Istwert, Regeldifferenz und Antriebsdruck kontinuierlich aufzeichnen und kritische Zustände sowie Anzeichen für Verschleißerscheinungen am Ventil melden - und kommen so neben der Prozessindustrie in vielen weiteren Anwendungsfeldern zum Einsatz, etwa auch bei der Wasser-/Abwasseraufbereitung, in der Chemieindustrie, im Schiffbau, in Heizkraftwerken oder bei der Gewinnung von Rohstoffen.
