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Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen
3.
Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen
3.1.
Projektierung (Antriebsauslegung)
8
Für die Projektierung (Antriebsauslegung) der Stellantriebe mit Fail-Safe-Einheit
werden in erster Linie die benötigten maximalen Drehmomente, Laufmomente und
die Stellzeiten berücksichtigt.
Falsche Antriebsauslegung kann zu Schäden an den Geräten im sicherheits-
bezogenen System führen!
Mögliche Folgen sind z. B.: Schäden an der Armatur, Überhitzung des Motors, Ver-
kleben der Schütze, defekte Thyristoren, Erwärmung bzw. Beschädigung von Lei-
tungen.
Bei der Antriebsauslegung die Technischen Daten des Stellantriebs und die der
Fail-Safe-Einheit unbedingt berücksichtigen.
Genügend Reserve einplanen, um sicherzustellen, dass der Stellantrieb mit
Fail-Safe-Einheit in der Lage ist, die Armatur auch im Störfall und bei Unterspan-
nungsbedingungen zuverlässig zu schließen bzw. zu öffnen.
Das garantierte (minimal) von der Fail-Safe-Einheit bei Durchführung einer Fail-Safe
Fahrt zur Verfügung gestellte Drehmoment kann den zum jeweiligen Produkt
gehörenden technischen Daten entnommen werden. Das maximal auf die Armatur
ausgeübte Drehmoment ist das Doppelte dieses Betrags. Ausgenommen hiervon
sind Drehmomentspitzen, die z.B. beim abrupten Abbremsen bei Einfahrt in die
Endlage einer relativ steifen Armatur entstehen können. Ebenso können diese
auftreten, wenn die ESD-Funktion angefordert wird und gleichzeitig die Armatur
blockiert ist (z.B. sich bereits in der Fail-Safe-Endlage befindet). Die
Drehmomentüberhöhung solcher Drehmomentspitzen hängt unter anderem stark
von der Masse und der Steifigkeit der Armatur ab und kann den genannten Faktor
2 deutlich übersteigen.
Bei der ESD Fahrt wird die Armatur von der Feder der Fail-Safe-Einheit immer mit
deren nominalem Drehmoment in die Endlage verfahren und dort gehalten. Dies gilt
auch, wenn für die betriebliche Fahrt mit dem elektrischen Stellantrieb ein reduzierter
Drehmoment(bereich) gewählt wurde.
Um Schäden an der Armatur bei einer Sicherheitsfahrt zu vermeiden, empfehlen wir
die Armatur je nach Steifigkeit, mindestens auf das 3-fache des maximalen
Drehmoments des Stellantriebs auszulegen.
Während der Initialisierung darf kein Drehmoment gegen die Fail-Safe Richtung auf
die Armatur aufgebracht werden. Deshalb ist die Fail-Safe-Einheit für Anwendungen
mit Klappen ungeeignet, bei denen in der Sicherheitsposition Druck oder Drehmoment
entgegen der Fail-Safe Richtung aufgebracht wird.
Die Endlagenschalter haben
Einstellung der Endlage auch für Armaturen zu erleichtern, bei denen auch nach
Erreichen der Endlage ein Drehmoment auf die Armatur ausgeübt werden muss
(metallisch dichtende Armaturen), wurde zusätzlich ein Voreilen der
Endlagensignalisierung gegenüber dem Endanschlag vorgesehen. Dies hat zur
Folge, dass die Endlagenschalter leicht vor Erreichen des mechanischen
Endanschlags betätigt werden und die Endposition signalisieren. Ebenso signalisieren
sie das Verlassen der Endposition erst leicht, nachdem die mechanische Endposition
des Stellantriebs verlassen wurde. Der Winkel ab Signalisieren der Endlage bis zum
erreichen des mechanischen Endanschlags beträgt ungefähr 2,5°
Am stellantriebsseitigen Eingang des FQM darf maximal ein dem in den technischen
Daten zum FQM angegebenen nominalen Drehmoment entsprechendes Drehmoment
angelegt werden.
Bezüglich weiterer bei der Projektierung zu beachtender Umwelteinflüsse wie z.B.
Schwingungen, Temperatur, ... müssen die Angaben in den technischen Daten und
der Betriebsanleitung unbedingt beachtet werden.
Bei sicherheitskritischen Anwendungen ist eine entsprechende
Manipulationssicherung vorzusehen. Je nach projektspezifischer Risikoeinschätzung
Fail-Safe-Einheit in Ausführung SIL
mit nicht sicherheitsrelevanten Stellantrieben
wie jeder Schalter
eine gewisse Hysterese. Um die
4,5°.
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