Überwachung von physikalischen Größen in der Feuerungstechnik
Auf der sicheren Seite
Für die sichere Automatisierung von Maschinen und Anlagen ist es in vielen Fällen notwendig, Analogwerte zu erfassen und zu verarbeiten. Hier sind einfache und normgerechte Lösungen gefragt. Eine Antwort darauf sind dezentrale Sicherheitssteuerungen, die auch analoge Signale sicher handhaben können.
Physikalische Größen wie Druck, Temperatur oder Durchfluss sind sowohl in der Prozess- als auch in der Fertigungsindustrie allgegenwärtig. Ihre Überwachung ist bei vielen Applikationen essenziell für die Absicherung von Mensch und Maschine. Safety-Steuerungen leisten hier einen entscheidenden Beitrag. Sie ermöglichen auf kleinem Raum eine sichere Automatisierung und können mit vorgefertigten Bibliotheken die Umsetzung verschiedener Sicherheitsfunktionen erleichtern. Auch die Verarbeitung von Analogwerten ist umsetzbar, ohne dass dafür auf kostspielige Prozesssteuerungen zurückgegriffen werden muss. Einen solchen dezentralen Ansatz verfolgt Wieland Electric mit seiner Sicherheitssteuerung Samos Pro Compact. Sie wurde jetzt um neue Safety-Module erweitert, mit denen auch analoge Werte sicher erkannt und weiterverarbeitet werden können.
Analogwerte sicher verarbeiten
Insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau müssen physikalische Quellgrößen über Sensoren mit 0-20mA- bzw. 4-20mA-Schnittstelle oder RTD-Widerstandssensoren sicher erfasst und ausgewertet werden. Insgesamt lassen sich bis zu 48 analoge Sensoren in Zwei-, Drei- oder Vierdrahttechnik an die neuen Steuerungsmodule anschließen. Die Übertragung der Rohwerte, eine ständige Ist-Analyse und die Visualisierung erfolgen über die lizenzfreie Programmiersoftware Samos Plan 6. Hier können die Werte mit Hilfe der neuen, sicheren Funktionsbausteine Grenze, Bereich, Verhältnis und Differenz überwacht werden. Vergleichende bzw. arithmetische Verknüpfungen der analogen Daten sind ebenso möglich wie eine Dimensionierung und Skalierung der gemessenen Stromwerte. Für den sicheren Betrieb des Systems verfügen alle I/Os der Module über eindeutig zugeordnete optische Anzeigen, die den Betriebsstatus klar darstellen. Wegen der USB- und Ethernet-Schnittstellen der Sicherheitssteuerung kann jederzeit auf das System zugegriffen werden. Schnittstellen für Modbus TCP, Ethernet/IP und Profinet IO sowie weitere Anschlüsse für Feldbusse vereinfachen die Einbindung in verschiedene Netzwerke. Das sorgt für hohe Transparenz, da die analogen Werte auch an andere Steuerungssysteme übertragen werden können.
Feuerungstechnik im Fokus
Ein Anwendungsbereich, bei dem die Analogwertverarbeitung eine zentrale Rolle spielt, ist die Feuerungstechnik. Überall, wo erhitzt, gekühlt oder konditioniert wird, müssen physikalische Größen überwacht werden. Dabei stellen nicht nur hohe Temperaturen ein potenzielles Sicherheitsrisiko dar. Auch weitere Größen wie der Ofendruck oder die Brennluftströmung sollten kontinuierlich überprüft werden. Zur analogen, digitalen und potenzialfreien Überwachung steht innerhalb der Wieland-Programmiersoftware eine Bibliothek mit voreingestellten Funktionsbausteinen zur Verfügung. Einer davon ist die Verhältnisüberwachung. Sie unterstützt die Kontrolle der Brennstoffverhältnisse bei Nieder- und Hochtemperaturanlagen, Dampfkesseln und Thermalölerhitzern sowie an allgemeinen Verbrennungs- und Trocknungsanlagen. Die Sicherheitsfunktion zur Brennstoff-Mengenmessung und Verhältnisüberwachung ist bis SIL3 bzw. PLe realisierbar. Dabei kann jeder Luft- bzw. Brennstoffmengen-Messumformer sowie Differenzdruckwächter in Zwei-, Drei- oder Vierdrahttechnik mittels 0-20mA bzw. 4-20mA ausgewertet werden. Die Skalierung und Dimensionierung ist mit Absolut- und Realwerten möglich. Der Funktionsbaustein Grenze erfasst und überwacht physikalische Größen wie Temperatur oder Druck. Er ermöglicht einen Vergleichsmodus auf Unter- bzw. Überschreitung um einen bis vier Grenzwerte. Externe Temperaturwächter sind nicht mehr nötig, da RTD-Sensoren direkt ohne Messumformer an die analogen Safety-Module angeschlossen werden können.
