Überblick über die BroschüreDie Broschüre bietet eine umfassende Einführung in elektrische Stellantriebe, deren Steuerungen und
Getriebe. Sie enthält grundlegende Informationen zur Konstruktion und Funktionsweise der AUMA Stellantriebe sowie technische Daten für eine schnelle Produktauswahl.
AUMA - Spezialist für elektrische Stellantriebe
AUMA ist ein führender Hersteller von Stellantrieben für die Automatisierung von Industriearmaturen. Das Unternehmen verfolgt ein modulares Produktkonzept und setzt auf Innovation und Nachhaltigkeit. AUMA bietet spezifikationskonforme Automatisierungslösungen und einen globalen Vor-Ort-Service.
Einsatzbereiche
Die Stellantriebe von AUMA finden Anwendung in verschiedenen Branchen wie Wasserwirtschaft, Energie, Industrie sowie Öl und Gas. Sie zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche klimatische Bedingungen aus.
Was ist ein elektrischer Stellantrieb?
Elektrische Stellantriebe sind Elektromotor-/Getriebekombinationen, die zur Automatisierung von Armaturen eingesetzt werden. Sie ermöglichen die Fernsteuerung von Armaturen und sind nach dem internationalen Standard EN 15714-2 zertifiziert.
Drehantriebe SA und Schwenkantriebe SQ
Diese Antriebe basieren auf einem einheitlichen Konstruktionsprinzip und sind für verschiedene Bewegungsarten von Armaturen geeignet. Sie bieten eine hohe Flexibilität durch Kombination mit verschiedenen Getrieben.
Automatisierungslösungen für jeden Armaturentyp
AUMA bietet eine Vielzahl von Steuerungen und Getriebekombinationen, die auf unterschiedliche Anforderungen und Einbausituationen abgestimmt sind.
Einsatzbedingungen
AUMA Stellantriebe sind für den Einsatz unter extremen Bedingungen ausgelegt und bieten Schutzarten wie IP68 für erhöhte Zuverlässigkeit.
Temperaturbereiche: AUMA Stellantriebe sind für verschiedene Umgebungsbedingungen ausgelegt. Die Standard-Temperaturbereiche variieren je nach Betriebsart und Steuerungstyp zwischen -60 °C und +120 °C.
Pulverbeschichtung: Die Gehäuse der Stellantriebe sind mit einer Zweischicht-Pulverbeschichtung versehen, die aus einer Epoxidharz- und einer Polyurethan-Schicht besteht. Diese Beschichtung bietet hohen Schutz gegen Chemikalien, Witterung und UV-Strahlung.
Korrosionsschutz: AUMA bietet abgestufte Korrosionsschutzklassen basierend auf den Korrosivitätskategorien nach EN ISO 12944-2. Der Schutz wird durch eine chemische Vorbehandlung und Pulverbeschichtung gewährleistet.
Explosionsschutz: Die Stellantriebe sind so konstruiert, dass sie in explosionsgefährdeten Umgebungen sicher betrieben werden können. Sie entsprechen den ATEX- und IECEx-Standards.
Betriebsarten: Es gibt drei Hauptbetriebsarten: Steuerbetrieb (Klasse A), Positionierbetrieb (Klasse B) und Regelbetrieb (Klasse C). Jede Betriebsart hat spezifische Anforderungen an die Schalthäufigkeit und Motorbetriebsart.
Schutzfunktionen: Die Stellantriebe sind mit Überlastschutz für die Armatur und thermischem Schutz für den Motor ausgestattet. Diese Schutzmechanismen verhindern Schäden durch überhöhtes Drehmoment oder Überhitzung.
Steuerungskonzepte: AUMA Stellantriebe können in Automatisierungssysteme integriert werden. Es gibt Optionen für externe und integrierte Steuerungen, wobei letztere den Installationsaufwand reduzieren und eine einfache Inbetriebnahme ermöglichen.
Feldbus-Technologie: Die Verwendung von Feldbussystemen ermöglicht eine effiziente Kommunikation zwischen Stellantrieben und Leittechnik, reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank und unterstützt die vorbeugende Wartung.
Bedienung und Parametrierung: Moderne Stellantriebe bieten benutzerfreundliche Schnittstellen zur Anpassung an spezifische Anforderungen. Die AC-Steuerung bietet erweiterte Diagnosefunktionen und eine einfache Integration in Plant Asset Management Systeme.
1. Spezifikationen und Funktionen:
Der Stellantrieb bietet eine Vielzahl von Funktionen, darunter die elektrische Betätigung über Drucktaster, eine klare Anzeige der Armaturenstellung und die Möglichkeit, Fahrbefehle und Sollwerte anzuzeigen. Diagnose- und Überwachungsanzeigen sind integriert, um Umgebungsbedingungen zu überwachen und Warnmeldungen bei Grenzwertüberschreitungen zu erzeugen. Das Hauptmenü ermöglicht die Abfrage von Antriebsdaten und die Anpassung von Betriebsparametern. Eine Non-Intrusive Einstellung erlaubt die Konfiguration von Endlagen und Abschaltdrehmomenten ohne Öffnen des Antriebs.
2. Wartung und Zuverlässigkeit:
Der Stellantrieb ist auf lange Lebensdauer und Wartungsfreundlichkeit ausgelegt, was zur Reduzierung der Betriebskosten beiträgt. Wartungsbedarfe werden individuell ermittelt und über ein Balkendiagramm angezeigt. Frühzeitige Warnungen ermöglichen das Ergreifen von Gegenmaßnahmen, um Ausfälle zu verhindern. Der AUMA Service bietet vertragliche Regelungen für Wartungsarbeiten an.
3. Diagnose und Datenmanagement:
Ein zeitgestempeltes Ereignisprotokoll erfasst alle relevanten Betriebsdaten. Die Diagnoseklassifikation nach NAMUR NE 107 unterstützt das Bedienpersonal durch einfache Symbolik. Das AUMA CDT (Commissioning and Diagnostic Tool) ermöglicht eine komfortable Handhabung der Gerätedaten und bietet Funktionen zur Inbetriebnahme und Diagnose.
4. Kommunikation und Schnittstellen:
Die Stellantriebe unterstützen verschiedene Kommunikationssysteme, darunter Profibus DP, Modbus RTU, Foundation Fieldbus und HART. Feldbusprotokolle erweitern die Möglichkeiten zur Übertragung von Informationen und ermöglichen Fernparametrierung und Plant Asset Management. Die konventionelle Signalübertragung erfolgt über fest verdrahtete Ein- und Ausgänge.
5. Feldbus-Technologie:
Feldbusgeräte bieten Kostenvorteile und ermöglichen Effizienzsteigerungen in der Prozessautomatisierung. AUMA Stellantriebe sind mit Schnittstellen für alle etablierten Kommunikationssysteme ausgestattet und unterstützen redundante Topologien und Überspannungsschutz.
Einleitung
Das Dokument behandelt verschiedene Feldbusprotokolle und deren Anwendung in der Automatisierungstechnik, insbesondere im Zusammenhang mit AUMA Stellantrieben. Es werden die Protokolle Modbus, Foundation Fieldbus und HART sowie deren spezifische Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten beschrieben.
Modbus
Modbus ist ein einfaches, aber vielseitiges Feldbusprotokoll, das für die Automatisierung von Anlagen verwendet wird. Es unterstützt verschiedene Telegrammformate wie Modbus RTU und Modbus ASCII und kann über Ethernet in übergeordnete Systeme integriert werden. Modbus ist international standardisiert und weit verbreitet, insbesondere in Anwendungen wie Kläranlagen und Pumpstationen. AUMA Antriebe unterstützen Modbus RTU mit schnellen Datenübertragungsraten und großen Leitungslängen.
Foundation Fieldbus
Foundation Fieldbus (FF) ist speziell für die Prozessautomatisierung entwickelt worden. Es basiert auf standardisierten Funktionsblöcken und ermöglicht flexible Topologien. AUMA Stellantriebe unterstützen die FF H1 Version und bieten eine Integration in die Leittechnik. Die Kommunikation erfolgt mit einer typischen Zykluszeit von 1 Sekunde.
HART
HART kombiniert analoge 4-20 mA Signale mit digitaler Kommunikation. Es ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von analogen und digitalen Signalen und ist international standardisiert. AUMA Antriebe nutzen HART zur Übermittlung von Sollwerten oder Istpositionen und zur Übertragung von Parameter- und Diagnosedaten.
Zentrales Feldgerätemanagement
EDD und FDT/DTM sind Technologien zur Vereinheitlichung der Geräteintegration in Feldbussystemen. Sie spielen eine wichtige Rolle im Plant Asset Management und Lifecycle Management. EDD beschreibt Geräteparameter in einer plattformunabhängigen Sprache, während FDT/DTM Softwaremodule zur Visualisierung und Konfiguration bereitstellt.
SIMA - Die Feldbussystemlösung
SIMA ist eine Master Station zur Integration von Stellantrieben in ein Leitsystem. Sie unterstützt die Kommunikation zu Feldgeräten und bietet Funktionen wie automatisierte Inbetriebnahme und Fehleridentifikation. SIMA ermöglicht eine maximale Kabellänge von 296 km im Vergleich zu 10 km ohne SIMA.
Alternative Kommunikationskanäle
Wireless und Lichtwellenleiter bieten Alternativen zur Datenübertragung über Kupferkabel. Wireless nutzt eine Mesh-Topologie zur Erhöhung der Verfügbarkeit, während Lichtwellenleiter große Distanzen und hohe Datensicherheit ermöglichen.
Einheitliches Konstruktionsprinzip
AUMA Stellantriebe sind nach genormten Standards konstruiert und bieten verschiedene Anschlussvarianten. Sie verfügen über spezielle Motoren und Steuereinheiten, die mechanisch oder elektronisch ausgeführt sein können, um die Armaturenposition und das Drehmoment zu erfassen.
Hauptkomponenten und Funktionen:
Der Drehantrieb SA und der Schwenkantrieb SQ bestehen aus einem Motor, Schneckengetriebe, Steuereinheit, Handrad zur Notbetätigung sowie Elektro- und Armaturenanschluss. Die Antriebe können mit integrierter Steuerung AM oder AC geliefert werden, die einfach auf den Antrieb aufgesetzt wird.
Unterschiede zwischen SA und SQ:
Der Drehantrieb SA hat eine Hohlwelle für Armaturen mit steigender Spindel, während der Schwenkantrieb SQ mechanische Endanschläge zur Schwenkwinkelbegrenzung enthält.
Handrad:
Das Handrad ermöglicht die Notbetätigung bei Stromausfall mit minimalem Kraftaufwand. Optionen umfassen Mikroschalter, Abschließvorrichtung, Handradverlängerung und Adapter für Schraubernotbetrieb.
Schaltgeräte:
Standardmäßig werden Wendeschütze verwendet, bei hohen Schalthäufigkeiten werden verschleißfreie Thyristor-Wendeeinheiten empfohlen.
Steckbarer Elektroanschluss:
Ermöglicht schnelle Wartung und minimiert Stillstandszeiten. Die Verdrahtung bleibt bei Wartungsarbeiten erhalten.
Integrierte Steuerung:
Die Steuerungen AM und AC verarbeiten Steuerbefehle und Rückmeldungen. Die AC-Steuerung bietet umfangreiche Funktionalität und unterstützt Plant Asset Management.
Mechanische und elektronische Steuereinheit:
Die mechanische Einheit ermöglicht die Weg- und Drehmomenteinstellung, während die elektronische Einheit kontinuierliche Signale für Weg und Drehmoment erzeugt.
Armaturenanschluss:
Die mechanische Schnittstelle ist genormt, mit verschiedenen Anschlussformen für unterschiedliche Anforderungen.
Elektroanschluss:
Der steckbare Elektroanschluss ist modular und kompatibel mit verschiedenen Steuerungstypen. Feldbusanschlüsse ermöglichen die Integration in komplexe Systeme.
Drehantriebs-Schwenkgetriebe-Kombinationen:
Diese Kombinationen ermöglichen große Ausgangsdrehmomente für die Automatisierung von Klappen und Hähnen.
Gerätekonfiguration und Anpassung:
Die Gerätekonfiguration kann flexibel an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Bei schwieriger Zugänglichkeit oder hohen Temperaturen kann die Steuerung getrennt vom Antrieb auf einem Wandhalter montiert werden. Die Leitungslänge kann bis zu 100 m betragen. Die Gerätegeometrie kann durch Drehung der Steuerung und der Ortssteuerstelle in vier Positionen angepasst werden.
Montage und Varianten:
Die Antriebe können in vier Positionen montiert werden, die bei Bestellung angegeben werden können. Varianten der Schwenkgetriebe GS ermöglichen Anpassungen an die Einbausituation, z.B. durch unterschiedliche Anordnungen der Schneckenwelle und Drehrichtungen.
Besondere Umstände:
Für spezielle Herausforderungen gibt es Lösungen wie Handradverlängerungen, Adapter für Notbetrieb und Kettenradlösungen. Synchronbetätigung von Doppelspindelschiebern und Nothandbetätigung an schwer zugänglichen Wehren sind ebenfalls möglich.
Sicherheitsfunktionen:
AUMA Stellantriebe entsprechen internationalen Sicherheitsstandards. Funktionen wie Drehrichtungskorrektur, Überlastschutz und Schutzrohre für Armaturenspindeln sind integriert. Sicherheits-Integritätslevel (SIL) wird durch spezielle Module gewährleistet, die Sicherheitsfunktionen priorisieren.
Technische Daten:
Die technischen Daten umfassen Drehzahlen, Drehmomente und Schalthäufigkeiten für verschiedene Antriebstypen. Die Lebensdauer der Antriebe übertrifft die Anforderungen der EN 15714-2. Schwenkwinkelbereiche sind stufenlos einstellbar.
Steuereinheiten:
Elektromechanische und elektronische Steuereinheiten verarbeiten Signale intern oder extern. Verschiedene Schaltertypen und deren Schaltleistungen sind spezifiziert.
Steuereinheit: Die Steuereinheit erfasst die Anzahl der Umdrehungen pro Hub bei Drehantrieben. Es gibt zwei Ausführungen: Standard (2-500 Umdrehungen) und Option (2-5000 Umdrehungen). Die Signale werden intern verarbeitet und über Kommunikationsschnittstellen bereitgestellt.
Schaltleistung: Versilberte Kontakte mit einer maximalen Spannung von 250 V AC/DC und einem maximalen Strom von 3 A bei Wechselstrom (ohmsche Last).
Handradaktivierung: Mikroschalter signalisieren die Aktivierung des Handrads mit einer maximalen Umgebungstemperatur von +80 °C.
Schwingungsfestigkeit: Die Antriebe sind beständig gegen Schwingungen bis zu 2 g im Frequenzbereich von 10 bis 200 Hz.
Einbaulage: AUMA Stellantriebe können in beliebiger Einbaulage betrieben werden.
Geräuschstärke: Der Schalldruckpegel bleibt unter 72 dB (A).
Elektronische Steuereinheit: Präzisionspotentiometer für AUF-ZU Betrieb mit einer Linearität von ≤ 1 % und einer Lebensdauer von 100.000 Zyklen.
Motor: Thermoschalter werden standardmäßig als Motorschutz verwendet. Sondermotoren sind für spezielle Anforderungen verfügbar.
Versorgungsspannungen/Netzfrequenzen: Standard-Versorgungsspannungen für Drehstrom, Wechselstrom und Gleichstrom werden aufgelistet. Zulässige Schwankungen der Netzspannung und Frequenz sind ±10 % bzw. ±5 %.
Heizung: Selbstregulierende PTC-Elemente und Widerstandsheizungen werden verwendet, abhängig von der Motorgröße.
Feldbusschnittstelle: Unterstützte Protokolle umfassen Profibus, Modbus, Foundation Fieldbus, HART und Wireless. Maximale Leitungslängen variieren je nach Protokoll und Repeater-Einsatz.
Funktionsübersicht: Betriebsfunktionen wie programmierbare Abschaltart und automatische Drehrichtungskorrektur sind verfügbar. Überwachungsfunktionen umfassen Überlastschutz und Phasenausfallüberwachung.
Hauptabschnitte:
- Elektronischer Gerätepass und Betriebsdatenerfassung: Diese Abschnitte behandeln die Erfassung und Verwaltung von Betriebsdaten sowie die Erstellung eines elektronischen Gerätepasses.
- Drehmomentprofile und Statussignale: Es werden Drehmomentprofile und Statussignale gemäß der NAMUR-Empfehlung NE 107 beschrieben.
- Wartungsempfehlungen: Empfehlungen zur Wartung von Dichtungen, Schmierstoffen, Wendeschützen und Mechanik werden gegeben.
- Schwenkgetriebe und Vorgelege: Die Auswahl der Drehantriebe erfolgt basierend auf dem maximalen Ausgangsmoment. Es werden verschiedene Typen und ihre Spezifikationen aufgelistet.
- Lebensdauer und Schwenkwinkelbereiche: Informationen zur Lebensdauer der Getriebe gemäß EN 15714-2 und zu den Schwenkwinkelbereichen der SA/GS Kombinationen.
- Drehantriebe mit verschiedenen Getrieben: Kombinationen von Drehantrieben mit Kegelrad-, Stirnrad-, Schneckenrad- und Hebelgetrieben werden beschrieben, einschließlich ihrer Einsatzmöglichkeiten und technischen Daten.
- Zertifikate und Qualitätsmanagement: AUMA Riester GmbH & Co. KG ist nach ISO 9001, ISO 14001 und BS OHSAS 18001 zertifiziert. Die Qualitätssicherung wird durch regelmäßige Audits überprüft.
- EU-Richtlinien und Konformitätserklärungen: AUMA Stellantriebe erfüllen die Anforderungen der Maschinenrichtlinie sowie der Niederspannungs- und EMV-Richtlinie. Eine Einbauerklärung und Konformitätserklärung sind verfügbar.
- Abnahmeprüfzeugnis: Nach der Montage wird jeder Antrieb einer Funktionsprüfung unterzogen, die in einem Abnahmeprüfzeugnis dokumentiert wird.
Hauptabschnitte des Dokuments:
- Zertifikate und Dokumentation: Alle Bescheinigungen und Zertifikate werden von AUMA archiviert und können auf Anfrage in Papier- oder digitaler Form bereitgestellt werden. Sie sind auch auf der AUMA-Website zum Download verfügbar.
- Einsatzbedingungen: Beinhaltet Schutzarten, Ausführungen für Tief- und Hochtemperaturen sowie Korrosionsschutz.
- Grundlagen: Umfasst Steuer- und Regelbetrieb, Motorbetriebsarten, Schalthäufigkeit und Abschaltarten.
- Elektromechanische und elektronische Steuereinheiten: Details zu Wegschaltern, Drehmomentschaltern, kontinuierlicher Erfassung von Stellung, Drehmoment, Temperatur und Vibration.
- NOT-Betätigung: Optionen wie Handrad mit Ballengriff, Handradverlängerung und Adapter für Schraubernotbetrieb.
- Elektroanschlüsse: Verschiedene Anschlussarten und Feldbusanschlüsse werden beschrieben.
- Kommunikationsschnittstellen: Beinhaltet parallele Schnittstellen, Profibus DP, Modbus RTU, Foundation Fieldbus und Wireless-Optionen.
- Ortssteuerstelle: Bedienung und Einstellungsmöglichkeiten, einschließlich Bluetooth-Schnittstelle und grafischem Display.
- Schaltgeräte: Wendeschütze und Thyristoren für hohe Schaltzahlen.
- Anwendungsfunktionen: Weg- und drehmomentabhängige Abschaltung, Sollwertansteuerung.
- Sicherheits- und Schutzfunktionen: Funktionale Sicherheit, automatische Drehrichtungskorrektur, Überlastschutz und Passwortschutz.
- Diagnose und Wartung: Drehmoment- und Vibrationsmessung sowie Hinweise zur Störungsbehebung.
Hauptabschnitte des Dokuments:
- Temperaturmessung: Erwähnt auf den Seiten 49 und 51, bezieht sich auf die Methoden und Geräte zur Messung der Temperatur in technischen Anwendungen.
- Kennlinienaufnahme: Beschrieben auf Seite 30, bezieht sich auf die Erfassung von Leistungskennlinien von Geräten.
- Ereignisprotokoll und Betriebsdatenerfassung: Auf Seite 27 wird die Protokollierung von Ereignissen mit Zeitstempel und die Erfassung von Betriebsdaten behandelt.
- Wartungsempfehlungen: Auf Seite 26 werden Empfehlungen zur Wartung von Dichtungen, Schmierstoffen, Wendeschützen und Mechanik gegeben.
- Wartungskonzept nach NAMUR (NE 107): Auf Seite 27 wird ein Wartungskonzept gemäß NAMUR-Standards beschrieben.
- Einstell- und Bediensoftware AUMA CDT: Auf Seite 28 wird die Software zur Bedienung und Einstellung von Antrieben beschrieben, die kostenlos heruntergeladen werden kann.
- Geräteparameter und Betriebsdaten: Auf Seite 28 wird das Ablegen von Geräteparametern in einer Datenbank sowie das Auslesen und Speichern von Betriebsdaten behandelt.
- Kontaktinformationen: AUMA Riester GmbH & Co. KG bietet Kontaktinformationen und verweist auf ihre Website für weitere Details.
Kritische Informationen:
- Die Produkteigenschaften stellen keine Garantieerklärung dar.
- Änderungen an den Informationen sind vorbehalten.