Messtechnik-Produkte. Effiziente Antriebe und Stellungsregler Zuverlässige Ventilautomation

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1 Messtechnik-Produkte Effiziente Antriebe und Stellungsregler Zuverlässige Ventilautomation

2 Kompetenz in Technologie Seit mehr als 100 Jahren ABB ist der kompetente Partner für zuverlässige Messtechnik- Lösungen. Leistungsfähige Mess- und Regeltechnik, Antriebe sowie Schreiber ermöglichen Ihnen einen effi zienten Prozessbetrieb. Mit dem umfangreichen ABB Serviceangebot werden Sie während des gesamten Produktlebenszyklus durch ein weltweites Netzwerk von Messtechnik-Spezialisten kompetent unterstützt. Forschung und Entwicklung sind entscheidende Voraussetzungen für den technologischen Vorsprung von ABB. Dabei werden neue Technologien gefördert und vorhandene Technologien kontinuierlich verbessert. Seit über 100 Jahren entwickelt ABB für Sie innovative Messtechnik-Produkte und -Lösungen. Renommierte Marken und Traditionsunternehmen wurden in dieser Zeit erfolgreich in den Konzern integriert. Aztec Bush Beach Engineering Limited Pressductor 2 Effiziente Antriebe und Stellungsregler

3 Umfassende Messtechnik-Lösungen Maßgeschneidert für jede Branche Führend in der Messtechnik ABB bietet innovative Messtechnik-Lösungen für jede Branche. Nutzen Sie diese zur Optimierung Ihrer Prozesse. Die Produkte folgen der ABB Plattformstrategie, verfügen über das einheitliche, produktlinienübergreifende Bedienkonzept und ermöglichen eine einfache Konfiguration, Integration und Wartung. Besuchen Sie ABB im Internet: Das Messtechnik-Portfolio von ABB: Analytische Messtechnik Durchfluss-Messtechnik Erdgas-Messtechnik Ventilautomation Druck-Messtechnik Temperatur-Messtechnik Schreiber und Regler Füllstand-Messtechnik Geräte-Management Force Measurement Service 1 Wasser und Abwasser 2 Energie- und Dampferzeugung 3 Chemie und Petrochemie 4 Öl und Gas 5 Papier und Zellstoff 6 Bergbau 7 Metall 8 Nahrungs- und Genussmittel 9 Pharmazie Effiziente Antriebe und Stellungsregler 3

4 Weltweit verfügbar Der zuverlässige Partner an Ihrer Seite ABB Service ist für Sie da ABB ist der kompetente Partner für die Prozessautomatisierung. Die große Zahl weltweit installierter Messtechnik-Produkte und -Lösungen spricht für sich. Nutzen Sie das Wissen und die Erfahrung von ABB für stabile Prozesse sowie für die Optimierung von Sicherheit und Genauigkeit Ihrer Anlagen. Von der Installation und Inbetriebnahme bis hin zur Deinstallation und Entsorgung unterstützen ABB Experten Sie über den gesamten Lebenszyklus Ihrer Anlage mit einem umfangreichen Angebot an Service- und Supportleistungen. Geräte-Management, Feldbus und Wireless Wichtige Informationen stets im Zugriff Die intelligenten Messtechnik-Produkte von ABB verfügen über innovative, integrierte Diagnosefunktionen. Der Zugriff auf Informationen zu Geräten und Prozessen ist über die verschiedenen Kommunikationsprotokolle möglich. Für das Geräte-Management stehen unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung. So können Sie Ihre Prozesse optimieren. Das Portfolio beinhaltet: Messtechnik-Lösungen für Feldbus und Wireless Hand Held Terminals Geräte-Management Software Asset Vision Skalierbares Instandhaltungsmanagement Der ABB Service immer an Ihrer Seite Geräte-Management, Feldbus, Wireless 4 Effiziente Antriebe und Stellungsregler

5 Antriebe und Stellungsregler Ventilautomation nach Maß Ventile, Klappen, Blenden und Absperrarmaturen sind wesentliche Komponenten in der Prozessindustrie. ABB bietet dafür leistungsfähige Antriebe, Stellungsregler und I/P-Signalumformer für die unterschiedlichsten Anwendungen in allen Branchen. Profi tieren Sie von Produktwissen und Lösungskompetenz basierend auf über 100 Jahren Erfahrung weltweit. Anforderungsgerechte Lösungen für Ihre Ventilautomation Das umfangreiche Portfolio der leistungsfähigen ABB Produkte zur Ventilautomation reicht von elektrischen und pneumatischen Antrieben über digitale und analoge Stellungsregler bis hin zu I/P-Umformern. Durch die genaue und stabile Positionierung der Regelventile helfen Ihnen die Antriebe und Stellungsregler von ABB dabei, folgende Ziele zu erreichen: Energieeffiziente Prozesse Hohe Fertigungsqualität Betriebssicherheit Maximale Effizienz bei minimalen Kosten Wie kann ABB Sie unterstützen? Folgende Produkte zur Optimierung der Stellglieder sind verfügbar: Kontinuierliche elektrische und pneumatische Antriebe Elektro-pneumatische, pneumatische und digitale Stellungsregler I/P-Umformer Anwendungen und Verfahren zur Auswahl der optimalen Antriebstechnik Technischer Support und Service Wie können Sie davon profitieren? Auf den folgenden Seiten sehen Sie einige Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von ABB Antrieben und Stellungsreglern. Sprechen Sie uns an, oder besuchen Sie uns im Internet, um mehr zu erfahren. Unsere Kontaktdaten finden Sie auf der Rückseite dieser Broschüre. Effiziente Antriebe und Stellungsregler 5

6 Elektrische Regelantriebe Von langen Wartungsintervallen profitieren Effiziente Regelung am Dampfkessel Bei vielen Anwendungen mit Dampfkesseln erzeugen Überhitzer die erforderliche hohe Dampftemperatur. Einspritz- Regelventile an den Kesseln steuern die Kühlwassermenge, die im Überhitzer und im Zwischenüberhitzer in den heißen Dampf eingespritzt wird. Die Einspritzmenge ist maßgeblich für die Dampftemperatur im Überhitzer und an dessen Ausgang. Die Herausforderung: Genaue Masse-Durchflussregelung des Kühlwassers Um einen Überhitzer mit möglichst geringer Dampfkühlung und gleichzeitig maximal zulässiger Heißdampftemperatur zu betreiben, muss der Massedurchfluss des eingespritzten Kühlwassers kontinuierlich und präzise geregelt werden. Wird zu viel Wasser eingespritzt, erfolgt eine übermäßige Dampfkühlung mit negativen Folgen für den Wirkungsgrad. Zu wenig Kühlwasser bewirkt zu hohe Dampftemperaturen und Drücke und es besteht die Gefahr, dass der Überhitzer sowie die Turbine und nachgeschaltete Komponenten beschädigt werden. Kleinste Wassermengen müssen zugeführt werden, um die hochgenaue Positionierung im überproportional verstärkenden Bereich eines Ventils zu erreichen. Die Einsatzbedingungen sind extrem rau und die Umgebungstemperaturen im Bereich der Überhitzer sehr hoch. Die Lösung: Präzise, kontinuierliche Regelung der Einspritz-Regelventile Die kontinuierlichen elektrischen Regelantriebe der Serie Contrac sind die ideale Lösung für die hochgenaue, kontinuierliche Stellungsregelung von Einspritz-Regelventilen. Sie ermöglichen den S9-100%ED-Betrieb gemäß IEC bei Umgebungstemperaturen bis 85 C. Contrac-Antriebe verfügen über ein ölgeschmiertes Stirnradgetriebe mit kugelgelagerter Antriebswelle. Sie zeichnen sich durch Wartungsfreiheit und eine Totzone von nur ±0,05 % aus und positionieren exakt Ventile jedes Typs. Durch ihre robuste Bauweise und die Ausführung in der Schutzart IP66 eignen sie sich für den Betrieb unter besonders rauen Umgebungsbedingungen. Regelantrieb im Einsatz an einem Hochdruck-Überhitzer Regelantrieb zur Speisewasser-Regelung 6 Effiziente Antriebe und Stellungsregler

7 Lebenszykluskosten senken Die Themen Instandhaltung und Wartung werden in der Industrie kontrovers diskutiert. Herstellervorgaben und Hinweise zur vorbeugenden Wartung werden nicht immer konsequent umgesetzt. Teilweise werden Geräte verwendet, bis sie nicht mehr funktionsfähig sind. Bei Anwendungen im explosionsgefährdeten Bereich verliert die Ex-Zulassung ihre Gültigkeit, wenn das Gerät nicht nach Herstellervorgaben betrieben und gewartet wird. Die Herausforderung: Hoher Wartungsaufwand Vielfach werden die Wartungsintervalle für elektrische Regelantriebe in Abhängigkeit von der Belastung und der durchschnittlichen Schalthäufigkeit pro Stunde vorgegeben. Für Antriebe mit bis zu 700 Schaltspielen pro Stunde wird ein Wartungsintervall von sieben Monaten empfohlen. Längere Intervalle von bis zu zwei Jahren lassen sich nur durch die Reduzierung auf 125 bis 250 Schaltspiele pro Stunde erreichen. Die Regelalgorithmen verschiedener Prozessleitsysteme berücksichtigen dies und sind auf die Einhaltung der zulässigen Schalthäufi gkeit der eingesetzten Antriebstechnik abgestimmt. Dadurch nimmt die Regelgüte dramatisch ab. Bei hoher Schalthäufigkeit werden die Wartungsintervalle so kurz, dass die so entstehenden Wartungskosten den Anschaffungswert des Antriebs schnell übersteigen. Die Lösung: Wartungsintervall von zehn Jahren Die elektrischen Regelantriebe der Serie Contrac sind für ein Wartungsintervall von bis zu zehn Jahren ausgelegt und ideal für anspruchsvolle Anwendungen, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern. Durch den Einsatz von ölgeschmierten Stirnradgetrieben anstelle von wartungsintensiven, verschleißanfälligen Schneckengetrieben ermöglichen Contrac-Antriebe eine Schalthäufigkeit von mehr als Schaltspielen pro Stunde bei fast gleichbleibender Gesamtlebensdauer. Damit bieten sie besonders niedrige Betriebskosten. Die Wartungsarbeiten beschränken sich meist auf das Prüfen und Wechseln des Getriebeöls und das Austauschen von Dichtungen. Beides lässt sich schnell und kostengünstig durchführen. Merkmale und Vorteile Selbstdiagnose-Funktion zur Bestimmung des optimalen Wartungsintervalls Leistungselektroniken integriert oder als separate Geräte im Feldgehäuse oder als Einschub Als Linearantriebe und Schwenkantriebe verfügbar Regelantrieb zur Verbrennungsluft-Regelung Regelantrieb an einem Frischluftgebläse Effiziente Antriebe und Stellungsregler 7

8 Digitale Stellungsregler Leistungsfähig und robust Die digitalen Stellungsregler der Serien EDP300 und TZIDC ermöglichen eine flexible und wirtschaftliche Regelung von Ventilen. Die EDP300 Serie zeichnet sich durch eine hohe Luftleistung von 50 kg/h bei 10 bar aus. Sie verfügt über eine erweiterte, druckbasierte Diagnosefunktion. Durch ihre Robustheit und die unerreichte Stoß- und Vibrationsfestigkeit bis 10 g und 80 Hz eignet sie sich für den Betrieb unter rauen Bedingungen. Die Herausforderung: Bis zu Stellvorgänge pro Jahr In vielen Prozessen bewegen sich Regelventile selten, so dass ein Stellungsregler mit einer relativ geringen Lebensdauer von weniger als Stellvorgängen ausreicht. Anders verhält es sich bei Anwendungen mit häufig wechselnden Betriebsbedingungen, bei denen bereits in einem Jahr bis zu Stellvorgänge zu bewältigen sind. Hier ist ein wartungsarmer Stellungsregler gefragt, der dieser Belastung standhält. Die Lösung: Unerreichte Leistungsfähigkeit mit bis zu Stellvorgängen Der Stellungsregler TZIDC ist die perfekte Lösung für diese Anforderungen. Bei einem Betriebsfestigkeitsversuch über vier Monate erreichte er bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit Schaltzyklen. Mit den Kommunikationsmöglichkeiten über ma, HART, PROFIBUS PA oder FOUNDATION Fieldbus setzt der Stellungsregler TZIDC Maßstäbe bei der sicheren und wirtschaftlichen Steuerung von Ventilen in industriellen Prozessen. Durch seine integrierte Elektronik lässt er sich auf Knopfdruck automatisch an das Stellgerät anpassen. Funktionen für die Wartung und Diagnose sowie die Sicherheitsfunktionen entlüftend und blockierend sind die Grundlage für seine hohe Betriebssicherheit. Die Stellungsregler der Serien TZIDC und EDP300 sind für den Anbau an einfach und doppelt wirkende Linear- und Schwenkantriebe ausgelegt. Sie sind in der Schutzart IP65 ausgeführt und auch unter rauen Umgebungsbedingungen immer zuverlässig im Einsatz. Dadurch profi tieren Sie von einer verbesserten Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit Ihrer Anlage. Digitale Stellungsregler in einer Gasverteilungsstation TZIDC in einer hygienischen Anwendung 8 Effiziente Antriebe und Stellungsregler

9 Hersteller von Papiermaschinen nutzen Stellungsregler von ABB, um Ihren Kunden leistungsfähige Geräte anbieten zu können. Der Stellungsregler TZIDC kommt dabei an Ventilen im gesamten Produktionsprozess zum Einsatz, von der Stoffaufbereitung bis hin zu Dampf- und Kondensatanwendungen. Die Herausforderung: Hohe Regelgenauigkeit erreichen Bei jedem Fertigungsprozess hängt die Produktqualität und Effi zienz wesentlich davon ab, ob es gelingt, die Prozessbedingungen möglichst konstant und stabil zu halten. Die eingesetzten Regeleinrichtungen müssen daher Schwankungen der Prozessgrößen verhindern, die zu einem erhöhten Energie- und Materialverbrauch und damit zu höheren Produktionskosten führen. Auch die Stabilität nachgeschalteter Komponenten im Regelkreis darf nicht beeinträchtigt werden, da dies die Produktqualität und den Produktionsausstoß nachteilig beeinfl usst. Die von den Stellungsreglern als Hilfsenergie verwendete Druckluft ist erheblich teurer als elektrischer Strom. Deshalb ist eine hohe Regelgenauigkeit wichtig, um die Betriebskosten zu minimieren und potenzielle Probleme im nachgeschalteten Prozess zu vermeiden. Die Lösung: Optimale Energieeffizienz durch präzise Messungen Ein führender Hersteller von Papiermaschinen setzt den intelligenten digitalen Stellungsregler TZIDC als wichtigsten Bestandteil seiner proprietären Lösung für die Papierindustrie ein. In unabhängigen Tests wurde nachgewiesen, dass der Stellungsregler TZIDC aufgrund seiner herausragenden Regeleigenschaften und seiner Genauigkeit Durchfl ussschwankungen kompensieren kann, während sich diese Schwankungen bei anderen Produkten negativ auswirken und den Wirkungsgrad beeinträchtigen können. Durch die verbesserte Stabilität und Genauigkeit des Papierherstellungsprozesses trägt der Stellungsregler TZIDC maßgeblich zur Optimierung der Energieeffizienz und der Produktqualität bei. Zudem wirkt sich sein Einsatz vorteilhaft auf die Wartungskosten und die Gesamtlebensdauer der Regelventile aus. Ventilinsel TZIDC an einer Klappe in einem Kraftwerk Effiziente Antriebe und Stellungsregler 9

10 Pneumatische Antriebe und Stellungsregler Bewährte Technik, universell einsetzbar Effiziente Klappensteuerung Kraftwerkskessel unterscheiden sich in der Ausführung entsprechend der Energieart und der eingesetzten Technik. Unabhängig davon wird bei allen Kesseln ein möglichst hoher Wärmeertrag bei gleichzeitig niedriger Schadstoffemission angestrebt. Dies erfordert die präzise Positionierung von Klappen, Leitblechen und Lüfterblenden, damit überall in der Brennkammer die richtige Verbrennungsluftmenge zur Verfügung steht und ein effizienter Verbrennungsprozess erreicht wird. Die Herausforderung: Notwendigkeit universeller Lösungen für pneumatische Klappenantriebe Je nach Anwendung und Installationsort der Klappe kommen sowohl Schwenkantriebe als auch Linearantriebe infrage. Antriebe, die in einem Verbrennungsprozess eingesetzt werden, müssen besondere Sicherheitsanforderungen erfüllen und bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung und/oder des Sollwertsignals die Klappe entweder gezielt in die Sicherheitsstellung fahren oder in der aktuellen Stellung halten. Die Dynamik des Prozesses erfordert eine lange, kontinuierliche Einschaltdauer der Klappenantriebe mit einer hohen Positioniergenauigkeit für eine präzise Ausregelung. Schwenkantriebe der Serie UP und Linearantriebe der Serie LP sind entsprechend dem Drehmoment und dem Versorgungsdruck dimensioniert und verfügen über alle erforderlichen Funktionen für Kesselanwendungen. Dazu zählen ein schnelles Anfahren der gewünschten Position, Sicherheitsfunktionen und ein Handrad zur Notbetätigung. Dies erlaubt den Kesselkonstrukteuren die einfache Auswahl der geeigneten Sicherheitsphilosophie für die Verbrennungsregelung. Der Einsatz des digitalen Stellungsreglers TZIDC ermöglicht die genaue Positionierung der Klappen und bietet eine erweiterte Diagnosefunktion, so dass dem Anwender in Echtzeit Positionierungsdaten und Informationen zur vorbeugenden Wartung für die zuverlässige Klappensteuerung zur Verfügung stehen. Die Lösung: Universelle pneumatische Schwenkantriebe UP und pneumatische Linearantriebe LP Seit über 60 Jahren haben sich die leistungsfähigen und langlebigen pneumatischen Klappenantriebe von ABB bewährt. Das umfangreiche Portfolio beinhaltet zahlreiche pneumatische Linear- und Schwenkantriebe, welche die genannten Anforderungen erfüllen. Pneumatischer Schwenkantrieb UP4 zur Verbrennungsluft-Regelung Pneumatischer Linearantrieb LP20 mit Stellungsregler AV an einer Klappe 10 Effiziente Antriebe und Stellungsregler

11 I/P-Umformer für die verbesserte Prozesssteuerung Die Herausforderung: Durch große Partikel verstopfte Ventile In Prozessen zur Enzymherstellung hat sich die Durchflussregelung von Prozessmedien, die gröbere Partikel enthalten, als problematisch erwiesen. Bei einer schnellen Ausregelung durch einen Stellungsregler könnten größere Zelluloseteilchen das Ventil verstopfen. Unter Umständen entstehen dadurch unvorhergesehene Ausfallzeiten zur Störungssuche und -behebung. Die Lösung: I/P-Umformer zur Ventilsteuerung Durch den Einsatz eines I/P-Umformers wird die Stellung eines kleinen Membranventils mit einem Hub von 15 mm geregelt. Mit diesem Ventil kann der Durchfluss in einem Bereich zwischen 50 und l/h mit einer Genauigkeit von ±3 bis 5 l/h ausgeregelt werden. Der Signalumformer reagiert istwertseitig langsam. Kurzzeitige Positionsabweichungen des Ventils, die auftreten, wenn größere Zelluloseteilchen das Ventil passieren, bleiben daher unberücksichtigt. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Ventil auch bei geringer Öffnung nicht verstopft. Durch die konsequente Reduzierung ungeplanter Anlagenstillstände und damit verbundener Produktionsausfälle lassen sich Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit erzielen. Merkmale und Vorteile Kompakte Bauweise, beliebige Montagelage, einfache Installation Ausgangssignalbereich von 0,2 bis 1 bar Robustes Feldgehäuse (IP65) für den Betrieb unter rauen Umgebungsbedingungen Hohe Genauigkeit durch funktionale Stabilität Robuster I/P-Umformer im Feldgehäuse zur Ventilsteuerung Kompakter I/P-Umformer im Wartengehäuse Effiziente Antriebe und Stellungsregler 11

12 Kontakt ABB Automation Products GmbH Messtechnik-Produkte, Bereich Instrumentierung Borsigstraße Alzenau, Deutschland Aus Deutschland erreichen Sie uns kostenlos unter: Telefon: Telefax: vertrieb.messtechnik-produkte@de.abb.com Hinweis: Copyright 2011 ABB Alle Rechte vorbehalten PB/VALVE_AUTOMATION-DE ABB Automation Products GmbH Messtechnik-Produkte, Bereich Instrumentierung Im Segelhof 5405 Baden-Dättwil, Schweiz Telefon: Telefax: instr.ch@ch.abb.com ABB AG Messtechnik-Produkte, Bereich Instrumentierung Clemens-Holzmeister-Str Wien, Österreich Telefon: Telefax: instr.at@at.abb.com