Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Elektropneumatický regulátor polohy Sipart PS2

číslo 2/2003

Elektropneumatický regulátor polohy Sipart PS2

Úkolem elektropneumatického regulátoru polohy je udržovat uzavírací prvek ventilu v požadované poloze. Přitom musí být možné nastavit ventil do bezpečné polohy a popř. také zvládnout situaci při jeho zablokování. K tomu se základní přístroj vybavuje, zpravidla standardně, přídavnými (binárními) funkčními vstupy.

Obr. 1.

Elektropneumatický regulátor polohy Sipart PS2 (obr. 1) nabízí, jako přístroj nové generace, v porovnání s běžnými zařízeními mnohé přednosti. Patří mezi ně např. možnost použít jednu a tutéž verzi regulátoru k ovládání pneumatických pohonů s lineárním i omezeným (s omezením rozsahu úhlu natočení) rotačním pohybem. Práci obsluhy velmi ulehčuje snadné ovládání regulátoru při provozu i jeho programování prostřednictvím tří tlačítek a dvouřádkového displeje. K ruční obsluze regulátoru není nutné žádné další vybavení. Při inicializaci regulátoru určí vestavěný mikroprocesor automaticky nulu a maximální hodnotu výchylky, směr chodu a rychlost pohybu pohonu ventilu. S použitím těchto hodnot pak stanoví minimální dobu trvání pulsu a hysterezi, čímž optimalizuje řízení. Obsluhu dále zjednodušují dostupné volitelné i volně programovatelné charakteristiky ventilů. Z dalších vlastností regulátoru Sipart PS2 stojí za zmínku možnost volit meze požadované a nastavované hodnoty a programově ovládaná funkce tzv. těsného uzavření.

Regulátor Sipart PS2 je dodáván pro jednočinné pohony v plastovém nebo kovovém pouzdru a pro dvojčinné pohony je dodáván jen v plastovém pouzdru. V prostředí s nebezpečím výbuchu může být použit v pouzdru s pevným uzávěrem (EEx d) nebo v jiskrově bezpečném provedení (EEx ib). Dále se dodává také ve verzi s proudovou smyčkou 0/4 až 20 mA, s protokolem HART, nebo s rozhraním pro sběrnici Profibus-PA (EEx ia).

Princip činnosti

Elektropneumatický regulátor polohy Sipart PS2 funguje zcela jinak než běžné regulátory polohy. Elektrické signály reprezentující požadovanou a skutečnou polohu se spolu porovnávají v mikroprocesoru, který podle velikosti a smyslu zjištěného rozdílu (regulační odchylky) vydá přes pěticestný přepínač elektrický řídící příkaz piezoelektrickým ventilům regulujícím přítok vzduchu do komor pneumatického pohonu. Piezoelektrický ventil převede řídící příkaz na odpovídající změnu tlaku v pohonu.

Je-li regulační odchylka velká (nacházející se v tzv. vysokorychlostní zóně), je výstupem regulátoru polohy spojitý signál. Při menší regulační odchylce (v nízkorychlostní zóně) vysílá regulátor polohy sled pulsů. V případě malé regulační odchylky (v adaptivním pásmu nebo v proměnném pásmu hystereze) není na výstupu z regulátoru signál žádný.

Regulátor přitom nevyžaduje žádný zvláštní zdroj elektrické energie. V analogovém provedení je Sipart PS2 zapojen dvoudrátově a napájen výhradně z proudové smyčky nesoucí informaci o požadované poloze. Při zapojení v síti Profibus (Sipart PS2 PA) dodává potřebnou elektrickou energii dvouvodičový kabel sběrnice.

Použití v provozu

Způsob činnosti regulátoru polohy Sipart PS2 spolu s jeho dalšími integrovanými funkcemi přináší uživateli v provozu mnoho výhod, a to při instalaci i provozu zařízení. Snadná instalace a převážně automatický provoz šetří čas a jsou zárukou spolehlivosti. Chod regulátoru v souběžném (on-line) adaptivním režimu umožňuje dosahovat vysoké kvality regulace i za nepříznivých provozních podmínek. Protože má jen minimální počet pohyblivých komponent, odolává regulátor polohy Sipart PS2 velmi dobře vibracím a v provozu nevyžaduje žádnou údržbu. Pro obzvláště obtížné provozy lze dodat i řešení s oddělenou vyhodnocovací částí. Zanedbatelné jsou i vlivy změn teploty a tlaku stlačeného vzduchu. Polohu ventilu lze nastavit i ručně pomocí displeje a klávesnice. Mikroprogramové vybavení regulátoru polohy Sipart PS2 obsahuje mnoho funkcí aktivovatelných jednoduchým nakonfigurováním (např. charakteristika ventilu, omezení zdvihu nebo provoz při rozděleném rozsahu). Aktivací funkce tzv. těsného uzavření se dosáhne maximální přítlačné síly na sedlo ventilu. Spotřeba stlačeného vzduchu při provozu regulátoru polohy Sipart PS2 je v porovnání se spotřebou klasického přístroje zanedbatelná.

Na lineární i omezeně rotační pohony se regulátor polohy Sipart PS2 instaluje s použitím příslušné montážní soupravy. Montážní souprava detekuje lineární nebo rotační pohyb pohonného zařízení a prostřednictvím pevného připojení jej přenáší na potenciometr z vodivého plastu odolného proti opotřebení. Je-li souprava nainstalována na lineární pohon, odstraňuje se úhlová chyba snímání automaticky.

Provoz a sledování prostřednictvím programu Simatic PDM

Ke komunikaci s regulátorem Sipart PS2 prostřednictvím protokolu HART i sítě Profibus-PA slouží komunikační program Simatic PDM. Umožňuje regulátor polohy na dálku konfigurovat, ovládat i sledovat při použití stolního PC nebo laptopu. Z technologických a srovnávacích dat lze dodatečně stanovit hodnoty parametrů poskytujících důležité informace směrodatné pro údržbu a diagnózu chyb celého zařízení. Při připojení prostřednictvím protokolu HART se regulátor Sipart PS2 připojí k osobnímu počítači nebo laptopu dvouvodičovým kabelem přes modem protokolu HART připojený k sériovému rozhraní PC. Signály potřebné pro komunikaci podle protokolu HART se frekvenčně modulují na signál v proudové smyčce.

Ing. Milan Havlík,
Siemens s. r. o.,
divize Automatizace a pohony

Inzerce zpět