Die Forderung für automatisierte Armaturen lautet: Alles in einem. Systeme müssen einfach, leistungstark und zuverlässig sein. Besonders in der Prozessindustrie wird eine hohe Leistungsdichte kombiniert mit der einfachen Integration von Sicherheitsfunktionen erwartet. Dafür hat Hoerbiger den elektrohydraulischen Armaturenantrieb TriVax entwickelt: einen elektrischen Armaturenantrieb. Die verrohrungsfreie Einheit basiert auf einem neuen Entwicklungsansatz. Im Mittelpunkt steht, die Stärken einzelner Technologien so zusammenzuführen, dass sie in einem System für direkten Mehrwert beim Nutzer führen. Die Kombination elektrischer und hydraulischer Technik zu einem zuverlässigen und einfachen Gesamtsystem ist ein entscheidender Erfolgsfaktor beim effizienten Betrieb von Armaturen. Automatisierte Armaturen werden in Anlagen zum Öffnen und Schließen von Rohrleitungen sowie zur Steuerung des Durchflusses sowohl von unter Druck stehenden Gasen als auch von Flüssigkeiten eingesetzt. Für Anwendungen, bei denen hohe Kräfte oder hohe Drehmomente in Kombination mit einfacher Realisierung von Sicherheitsanforderungen bzw. hoher Regelgenauigkeit erforderlich sind, empfahl sich bislang immer der Einsatz von hydraulischen Stellgliedern. Während bei diesen Antrieben die hohe Leistungsdichte, Robustheit sowie die einfache Realisierung von Failsafe-Funktionen geschätzt werden, klagen die Nutzer über noch immer hohe Betriebskosten durch kurze Wartungsintervalle sowie Probleme mit Leckagen an den Rohrverbindungen. Außerdem dürfen solche Stellglieder nur dann in explosionsgefährdeten Bereichen installiert werden, wenn jede Einzelkomponente Ex-geschützt ist.
Verbindung von Elektrik und Hydraulik
Das neue Konzept von Hoerbiger basiert auf einem hermetisch geschlossenen Armaturenantrieb, der die einfache Installation eines elektrischen Antriebs mit den Stärken der hydraulischen Antriebstechnik verbindet. Dazu zählen vor allem ein hohes Drehmoment sowie leicht zu realisierende Failsafe-Funktionen. Der Aufbau von TriVax besteht aus der Kernkomponente, einem elektrohydraulischen Kompaktaggregat, das zusammen mit der elektronischen Steuerung und einer elektronischen Benutzeroberfläche in ein explosionsgeschütztes Gehäuse eingebaut worden ist. Das Kompaktaggregat wird verrohrungsfrei mit einem hydraulischen Aktuator verbunden. Das Gesamtsystem unterscheidet sich deutlich zu klassischen hydraulischen Antrieben, da es eine integrierte Einheit aus Antrieb, Aggregat und Steuerung darstellt. Die integrierte Elektronik ermöglicht die Ortsteuerung des Antriebs über die graphische Benutzeroberfläche wie auch die Fernansteuerung über eine Leitwarte mit analogen oder digitalen Steuersignalen mit Rückmeldeoptionen. Schnittstellen zu Standard-Feldbussystemen gestatten die Anbindung des TriVax in neue und bestehende Automatisierungskonzepte. Die elektronische Benutzeroberfläche informiert über die Antriebsstellung, den Zustand des Stellglieds und bietet eine intuitive Kommunikation sowie die Steuerung des Antriebs. Die aufruf- und steuerbaren Funktionen werden mit Klartextmeldungen in verschiedenen Sprachen unterstützt und ermöglichen die einfache Steuerung und Programmierung des Antriebs, ohne dass Gehäuse geöffnet oder Abdeckungen entfernt werden müssen. Für den effizienten und sicheren Betrieb der Anlage ist der Antrieb mit zahlreichen Diagnose- und Sonderfunktionen ausgestattet. Die Antriebe sind für Anwendungen mit Drehmomenten von bis zu 64kNm bei Schwenkantrieben bzw. 360kN Kraft bei linearen Antrieben konzipiert. Die Abmessungen von 840mm�? 320mm�? 600mm für einen doppeltwirkenden Linearantrieb mit einer Kraft von maximal 70kN und 220mm Hub sind kleiner als elektrische Stellglieder für ähnliche Kräfte. Die Schnittstellen sind soweit reduziert, dass es nur eine mechanische zur Armatur und eine elektrische zur Prozessleittechnik gibt. Es werden kein zentrales Hydraulikaggregat und keine Rohrleitungen mehr benötigt. Durch die einfache Installation, die ausschließlich die Versorgung mit elektrischer Energie und elektrische Steuersignale voraussetzt, bietet sich der elektrohydraulische Armaturenantrieb besonders für die Automatisierung von entfernt liegenden Armaturen an.
Hydraulikspeicher stabilisiert Armatur
Mit der verrohrungsfreien Bauweise ist sichergestellt, dass es keine Leckagen an Rohrleitungsverbindungen gibt. Alle Baugruppen sind inklusive des Antriebs innerhalb des Gehäuses direkt aufeinander montiert. Außerdem schützt die gekapselte, geschlossene Konstruktion die Komponenten im Innern gegen Umwelteinflüsse. Das für hydraulische Stellglieder typische Problem interner und externer Leckagen stellt sich somit nicht mehr und auch die Energie im Hydraulikspeicher geht nicht mit der Zeit verloren. Dadurch ist gewährleistet, dass die Armatur ihre Position im Betrieb konstant hält. Durch das dezentrale Konzept wird die hydraulische Energie nur nach Bedarf erzeugt. Dadurch lassen sich die Laufzeiten reduzieren und das Hydrauliköl ist bedeutend weniger belastet. Diese geringe Belastung ermöglicht den wartungsfreien Betrieb: Generell ist in den ersten fünf Jahren des Betriebs keine Wartung notwendig.
