Neuer Linearantrieb für den Bereich von 1 bis 2 kN mit Notschlussfunktion und präzisen Regel- und Stellfunktionen

Mit dem PSF und PSF-M steht ein komplett neuer Linearantrieb zur Verfügung (Bild 1), der im Stellkraftbereich von 1 bis 2 kN sowohl Notschlussanforderungen als auch präzise Regel- und Stellfunktionen übernimmt.

Handbetätigung mit Taster und Parametriermöglich-keit mit DIP-Schalter
Wegmesssystem mit Hallsensor
Stellkraft bei Notschluss

Mit den Produkten PSF und PSF-M bietet die PS Automation eine kostenoptimierte Lösung zwischen den 3-Punkt-angesteuerten PSL-Antrieben und den intelligenten Regelantrieben der Baureihe PSL-AMS an.
Immer mehr Anwendungsgebiete erfordern leistungsfähige und kompakte Regelantriebe im Stellkraftbereich von 1 bis 2 kN, jedoch in robusterer Bauart als in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Es wird ein Kompromiss zwischen Gebäude- und Industrietechnik gefordert, den der PSF unter anderem mit einer geringen Bauhöhe von 280 mm realisieren kann. Durch das Getriebegehäuse aus Aluminiumdruckguss, die stabile Kunststoffhaube aus Polycarbonat, Schutzart IP65 und eine Ventiladaption aus korrosionsbeständigem Stahl erfüllt der Antrieb die industriellen Forderungen in vollem Umfang.
Nicht nur die äußerlichen Eigenschaften charakterisieren ein industrielles Produkt, sondern auch die Lebensdauer. In umfangreichen Labortests und Feldversuchen wurden die Antriebe PSF/PSF-M über die Anforderungen der DIN EN 15714-2 hinaus ohne erkennbaren Verschleiß erprobt. Unter anderem wurde der Notschlussantrieb zur Regulierung einer Lackieranlage eingesetzt, wobei sich das Gehäuse auf mehr als 65°C erwärmte. Das geforderte Betriebsverhalten des Antriebs hat sich dadurch nicht verändert.

„Plug & Play“-Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme des PSF/PSF-M bedient eine weitere häufige Marktanforderung. Nach benutzerfreundlicher, einfacher Montage auf das Ventil werden lediglich die Versorgungspannung und das entsprechende Eingangssignal angelegt; die Kalibrierungsfahrt erfolgt automatisch nach Betätigung der Taster. Zwei LEDs signalisieren dabei die Betriebszustände des Antriebs.
Zur manuellen oder automatischen Inbetriebnahme und zum manuellen Verfahren des Antriebs befinden sich auf der Elektronik-Baugruppe zwei Taster und LEDs (Bild), die es dem Benutzer ermöglichen, mit ausgewählter Tasterkombination und entsprechender Blinksequenz den Antrieb wie gewünscht einzustellen. Falls der Kunde verschiedene Parameter von Ansteuerungssignal, Hub, Geschwindigkeit und Schließen oder Öffnen des Ventils mit Kraft oder über Weg des Antriebs ändern möchte, kann er dies über DIP-Schalter jederzeit vor Ort vornehmen. Danach ist der Antrieb sofort betriebsbereit.
Störungsmeldung mit LEDs Die Antriebe PSF/PSF-M informieren durch unterschiedliche Blinksequenzen einer grünen und einer roten LED über die möglichen Ursachen wie „Über- oder Unterspannung“, „automatische Inbetriebnahme fehlgeschlagen“, „Sollwertfehler“, „Drehmomentfehler“ und „Unter- oder Übertemperatur“. Dadurch kann der Anwender die Störung ohne langwierige Fehlersuche beheben.

Hall-Sensor für die Positionserfassung Die Positionserfassung erfolgt über einen 12 Bit 3D Hall-Sensor mit sehr hoher Auflösung (Bild). Durch die direkte Verbindung des Ventilkegels mit der Antriebsspindel und dem Magneten erfasst der Antrieb über den auf das Magnetfeld kalibrierten Sensor spielfrei die Ventilstellung. Dadurch kann der Ventilhub auf ±0,2 mm genau eingestellt werden. Sowohl Auflösung, Totband/Hysterese als auch Wiederholgenauigkeit liegen bei maximal ±0,5 %. Somit können komplizierte und effiziente Prozesse sehr genau geregelt werden. Die Ansteuerung des Antriebs kann sowohl binär 24 - 230 VAC als auch mit analogen Signalen erfolgen. Die Signalbereiche 0(4)-20 mA, 0(2)-10 V sind über DIP-Schalter frei als Ein- und Ausgangssignal auswählbar.

Antrieb mit bürstenlosem DC-Motor Angetrieben werden die PSF/PSF-M Antriebe durch einen sehr effizienten und hochdrehenden bürstenlosen DC Motor (BLDC), dessen Lebensdauer die eines Bürstenmotors weit übersteigt. Im Zusammenwirken mit einem 32 Bit Mikrocontroller mit integriertem PID Regler und Hall-Sensor Wegerfassung ist die präzise Regelung von Ventilen und damit nachfolgender Prozesse gewährleistet. Spezielle Funktionen wie z. B. Sanftanlauf über variable Motordrehzahl oder eine kontinuierlich Regelung der Stellkraft sorgen für schonende Ventilbetätigung und damit hohe Lebensdauer. Um das Dichtschließen des Ventils sicherzustellen, besitzt der Antrieb in der Kraft-Endlage einen automatischen Endlageneinzug, der ab 3% des Ventilhubs wirksam ist. Dadurch wird verhindert, dass das Ventil kurz vor der geschlossenen Endlage leicht geöffnet stehen bleibt und es zu Schäden an der Ventilgarnitur kommt.

Zwei Varianten der Notbetätigung Die neue Linearantriebsserie ist in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich.

  • Zum einen bietet die PS Automation GmbH einen kompakten Federnotschlussantrieb PSF an, der bei Netzausfall das Ventil in eine sichere Position verfährt. Die Antriebskraft des Notschlusses erzeugt eine Triebfeder, die in den Antriebsstrang fest integriert ist und über den kompletten Verfahrweg aufgezogen wird. Im Falle einer Notschlussfahrt erfolgt die Abgabe der Stellkraft über den Weg gleichmäßig (Bild). Die Nennkraft des Antriebs ist in Aufrichtung über den Motor geregelt und auf 2 kN begrenzt.
  • Zum anderen ist der Antrieb in der Variante PSF-M mit Handnotbetätigung ohne Notschlussfunktion erhältlich. Wesentlicher Vorteil bei diesem Antrieb ist die schnelle Stellgeschwindigkeit von 1,2 mm/s, die im Stellkraftbereich 1 bis 2 kN nicht häufig geboten wird. Während der automatischen Regelung des Ventils ist die Handbetätigung ausgekoppelt. Um im Notfall den Stellantrieb manuell zu betätigen, muss das Handrad in den Getriebestrang eingekoppelt werden und der Motor wird automatisch ausgeschaltet. Die Sollwertvorgabe hat dann keinen Einfluss auf die Ventilposition. Fünf Sekunden nachdem die manuelle Verstellung der Ventilspindel abgeschlossen wurde und die Handbetätigung wieder entkoppelt ist, folgt der Antrieb seinem Sollwertsignal und fährt in die vorgegebene Position.

Beide Antriebe sind optional mit folgendem Zubehör konfigurierbar:

  • Weitbereichs-Netzteil (100 - 240 VAC)
  • zwei mechanische Zusatzwegschalter mit Schaltnocken
  • zwei Signalrelais
  • Heizung

Weiterhin arbeitet die PS Automation GmbH an einer explosionsgeschützten Lösung, die für PSF und PSF-M Antriebe künftig zur Verfügung stehen wird. Die Zertifizierung wurde bereits beantragt.

Valve World Expo 2016: Halle 4, Stand C59 

Weitere Artikel zu:
Verwandte Themen
Rotork: Brasilianische Wasseraufbereitungsanlage wird mit intelligenten Stellantrieben... weiter
AUMA-Stellantriebe nördlich des Polarkreises weiter
Neuer kompakter Stellantrieb mit drehzahlgeregeltem BLDC-Motor weiter
Zwei neue pneumatische Antriebe erweitern Einsatzmöglichkeiten weiter
Komfortable Einstellung auch explosionsgeschützter Stellantriebe per mobilem Endgerät weiter
Effizienter elektromotorischer Antrieb für Sitz- und Membranventile weiter