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Filter / Regelung
für Luftzuführung
Luftzuführung
1 Digitaler Regelkreis
4 – 20 mA
+ HART
Abb. 1: Schematische Darstellung des digitalen Stellungsreglers Logix 520si
5 BETRIEBSPRINZIP
Der Stellungsregler Logix 520si ist ein digitaler Regler mit
einem HART Kommunikationsprotokoll. Der Stellungsregler
besteht aus drei Hauptmodulen:
1. Das elektronische Steuermodul auf Mikroprozessor-
grundlage mit HART Kommunikation und Schaltern / Ta-
sten für lokale Benutzung.
2. Das elektro-pneumatische Wandlermodul, das auf Grund-
lage eines Piezo-Wandlers arbeitet.
3. Die Rückmeldeeinheit mit stufenloser Auflösung.
Die Grundfunktionsweise des Stellungsreglers wird am besten
anhand der Abbildung 1 verdeutlicht. Der vollständige Regel-
kreis wird mit einem zweiadrigen, 4-20 mA Eingangssignal
versorgt. Das HART Modul sendet und empfängt FSK HART
Kommunikationssignale, die auf den 4-20 mA Signalleitungen
aufgeschaltet sind, womit eine digitale Zwei-Wege-Kommuni-
kation im Remote-Betrieb zum Mikroprozessor ermöglicht wird.
Der analoge 4-20 mA Befehl wird an den Mikroprozessor
weitergegeben, wo er mit der gemessenen Position der Ventil-
spindel verglichen wird. Der Regelalgorithmus im Prozessor
führt Steuerungsberechnungen aus und erzeugt einen Aus-
gangsbefehl an das Piezoventil, das den Pneumatikverstärker
antreibt. Die Position des Hilfssteuerventils im
Pneumatikverstärker wird gemessen und an den Inner-Loop-
Regelkreis vermittelt. Die Zweistufenregelung ermöglicht eine
reaktionsfreudigere und dynamischeRegelung, als sie mit ei-
nem Einstufen-Regel-Algorithmus möglich ist.
Der Pneumatikverstärker steuert den Luftstrom zum Antrieb.
Die Änderung von Luftdruck und -volumen im Stellglied löst
eine Hubbewegung des Ventils aus. Wenn sich das Ventil der
gewünschten Position nähert, wird die Differenz zwischen der
laut Befehl vorgegebenen Position und der gemessenen Positi-
on geringer und das Ausgangssignal an das Piezoventil wird
reduziert. Das wiederum veranlaßt ein Schließen des Hilfs-
steuerventils und eine Reduzierung des daraus entstehenden
Luftstroms, womit die Bewegung des Antriebes verlangsamt
wird, sobald sie sich der im Befehl vorgegebenen Position
nähert. Wenn sich das Ventilstellglied in der gewünschten
6
1.5 – 6.0 bar (22 – 87 psi)
Piezo-Steuerung
der inneren Schleife
-
Positionsrückmeldung
der inneren Schleife
+
Mikro-
HART
Processor
Ver-
Lokale
stärkung
Benutzer-
schnittstelle
2 Elektropneumatischer
Umformer
Druckregler
Pneumatik-
verstärker
Piezoventil
3 Stellungs-
rückmelder
Position befindet, wird die Ausgangsleistung des
Pneumatikverstärkers auf Null gehalten, womit das Ventil in
einer konstanten Position bleibt
6 HERSTELLUNG DER LEITUNGSVERBINDUNGEN
ZWISCHEN STELLUNGSREGLER UND ANTRIEB
Nach Abschluß der Montage sind die pneumatischen Verbin-
dungen zwischen Stellungsregler und Antrieb unter Verwen-
dung der entsprechenden Rohrverbindungen wie folgt herzu-
stellen:
Luftverbindung: 1/4" NPT (Standard-Luftverbindung).
Zuluft: Druckluft oder zulässige Gase, frei von Feuchtigkeit und
Staub gemäß IEC 770 oder ISA 7.0.01.
Druckbereich: 1,5 - 6,0 bar
Beim Anschluß von Luftleitungen sind die folgenden Hinweise
zu berücksichtigen:
1. Die Luftwege des Stellungsreglers sind mit Filtern ausge-
rüstet, welche mittelgroße und grobe Schmutzpartikel aus
der Druckluft entfernen. Sie sind bei Bedarf zwecks Reini-
gung schnell zugänglich.
2. Die Luftversorgung muß den Anforderungen von IEC 770
oder ISA 7.0.01 entsprechen. Es wird der Einsatz eines
Filters vor dem Versorgungsanschluß Z empfohlen. Dann
die Versorgungsluft an den Filter anschließen, der wieder-
um mit dem Stellungsregler der Serie Logix 500si verbun-
den ist.
3. Bei einem maximalen Versorgungsdruck von 6 bar ist kein
Zuluftregler erforderlich.
4. Bei einem Betriebsdruck von mehr als 6 bar ist ein Reduzier-
regler erforderlich. Die Strömungskapazität des Zuluft-
reglers muß größer als der Luftverbrauch des Stellungs-
3
reglers sein (7 Nm
5. Ausgang O⇒ des Stellungsreglers an den Antrieb mit
Rohrleitungen anschließen, die unabhängig von der Wir-
kung sind (direkt oder umgekehrt).
Hub
Stellventil
/h bei 6 bar).
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