Vorgefertigte Funktionsbausteine

Auf die Frage, wie sich analoge Sensoren in der Feuerungstechnik einfach parametrieren lassen, antwortet Wieland Electric mit intelligenten Features innerhalb der Programmiersoftware Samos Plan 6. So kann über die wählbare Sensor-Dimensionierung übersichtlich in der gewünschten physikalischen Einheit gearbeitet werden. Zudem sind viele Funktionsbausteine gemäß Produktnormen (DIN EN 746-2) bereits vorgefertigt und können kundenspezifisch angepasst werden. Es stehen Bausteine für Druck, Temperatur und Strömungen für viele Anwendungen zur Auswahl.

Ein Beispiel ist der Funktionsblock „Druck Analog Minimum“, welcher in der Feuerungsbibliothek voreingestellt ist und die Überwachung auf Unterschreitung eines analogen Drucks oder Differenzdrucks ermöglicht. Insgesamt sind bis zu vier Grenzwerte einstellbar, die sich physikalisch dimensionieren und skalieren lassen. Zudem können Hysteresen relativ und absolut konfiguriert und zeitbegrenzte Mute- sowie Bypassfunktionen gewählt werden. Ähnliches gilt für den Funk­tionsblock „Ratio Analog“, mit dem sich Grenzverhältnisse auf Unterschreitung, Überschreitung, innerhalb oder außerhalb eines Fensters überwachen lassen.

Anwendungsbereiche in Feuerungsanlagen

Zu den konkreten Anwendungsfeldern der Analogwertverarbeitung zählt unter anderem die Luft-Gas-Verhältnisüberwachung. Sie ist ein essenzieller Faktor für die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit von industriellen Feuerungsanlagen: Während ein zu starker Luftüberschuss den Gasverbrauch erhöht, stellt ein Luftmangel wiederum eine Gefahrenquelle dar. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass der Luftmassenstrom zum Brennstoffmassenstrom stets in einem Verhältnis steht, das sicher betrieben werden kann und im gesamten Bereich eine funktional sichere wie prozesstechnisch stabile Verbrennung an jedem einzelnen Brenner gewährleistet.

Hier kommt der erwähnte Funktionsbaustein „Verhältnisüberwachung“ zum Tragen, welcher die Überwachung der Brennstoffverhältnisse bei Nieder- und Hochtemperaturanlagen, Dampfkesseln und Thermalölerhitzern sowie an allgemeinen Verbrennungs- und Trocknungsanlagen in diversen chemischen Prozessen unterstützt. Die Sicherheitsfunktion zur Brennstoffmengenmessung und Verhältnisüberwachung ist bis SIL3/PL e realisierbar. Dabei kann jeder Luft- beziehungsweise Brennstroffmengen-Messumformer sowie Differenzdruckwächter in 2/3/4-Drahttechnik über (0/4 mA … 20 mA) ausgewertet werden. Die Skalierung und Dimensionierung wiederum ist mittels Absolut- und Realwerten möglich.

Ein weiteres Anwendungsfeld der Safety Module ist der Ofendruck. Der sichere Betrieb von Feuerungsanlagen ist nur dann gegeben, wenn der minimale und maximale Druck im Brennraum sowie die minimal zulässige Abluftströmung bzw. Kaminzugführung sich stets innerhalb sicherer Grenzen bewegen. Da beide physikalisch eng bei einander liegen, sind diese stets anwendungsspezifisch zu bewerten. Die bis SIL3/PL e umsetzbare Sicherheitsfunktion „Ofendruckmessung“ ermöglicht sowohl die Überwachung von Kamin- und Saugzügen als auch von Differenzdruckmessungen an Kesseln und Thermalölerhitzern. Ofendruck- und Herdraumdrucksysteme an Schmelzöfen und Hochöfen können ebenfalls kontrolliert werden. Ein externer potenzialfreier Messumformer ist nicht notwendig.

Fazit

Der Einsatz von analogen Safety-Modulen beinhaltet ein vielfältiges Potenzial, um die hohen Sicherheitsanforderungen in prozesstechnischen Applikationen effizient und einfach erfüllen zu können. Insbesondere bei Feuerungsapplikationen profitieren Anwender von der speziellen Baustein-­Bibliothek der Sicherheitssteuerung Samos Pro Compact von Wieland Electric, die eine Auswertung sowohl digitaler als auch analoger Signale direkt mittels TÜV-geprüften Funktionsbausteinen ermöglicht. Darüber hinaus eignet sich die Analogwertverarbeitung aber auch für weitere Bereiche im Maschinenbau wie Förderanlagen, Pressen oder CNC-Maschinen.

Literatur:
[1] Wieland Electric GmbH, Bamberg: www.wieland-electric.de
[2] DIN EN 62061 (VDE 0113-50):2016-05 Sicherheit von Maschinen – Funktionale Sicherheit sicherheits­bezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme. Berlin · Offenbach: VDE VERLAG
[3] DIN EN ISO 13849-1:2016-06 Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze. Berlin: Beuth
[4] DIN EN 746-2:2011-02 Industrielle Thermoprozessanlagen – Teil 2: Sicherheitsanforderungen an Feuerungen und Brennstoffführungssysteme. Berlin: Beuth
[5] DIN EN 50156-1 (VDE 0116-1):2016-03 Elektrische Ausrüstung von Feuerungsanlagen und zugehörige Einrichtungen – Teil 1: Bestimmungen für die Anwendungsplanung und Errichtung. Berlin · Offenbach: VDE VERLAG