Technik Sipos 5 Flash-es

SIPOS 5 Flash Actuadores elctricosDetalles tcnicos

Gama Unin mecnica Electrnica Detalles Puesta en marcha Control Funciones

SIPOS 5 Flash ndice de contenidos

Introduccin Resumen de ventajas .............................................................................................................. 3 Introduccin ............................................................................................................................ 4

Gama Sinopsis de productos ............................................................................................................. 6 ECOTRON / PROFITRON........................................................................................................... 8

Unin mecnica Interfaz con la vlvula ........................................................................................................... 10 Elementos de transmisin ..................................................................................................... 11

Electrnica Variador de frecuencia .......................................................................................................... 12 Unidades funcionales ............................................................................................................ 14

Detalles Diseo esquemtico del actuador (hoja desplegable) ................................................................. 16

Puesta en marcha Puesto de mando local .......................................................................................................... 22 Pantalla con mens interactivos en PROFITRON .................................................................... 23 Programa de manejo y parametrizacin COM-SIPOS ............................................................. 24

Control Interfaz con el sistema de control de procesos...................................................................... 26 Resumen de tipos de control ................................................................................................. 27 Buses de campo .................................................................................................................... 28 PROFIBUS DP ......................................................................................................................... 30 MODBUS RTU........................................................................................................................ 33 Sistemas de control de actuadores SIMA.............................................................................. 34 Alimentacin ininterrumpida/alimentacin fotovoltaica ........................................................ 36

Funciones Reduccin de velocidad en posiciones finales ....................................................................... 38 Regulador de posicin ........................................................................................................... 38 Regulacin split-range ........................................................................................................ 39 Ajuste de velocidad en funcin de la carrera ........................................................................ 39 Regulador de proceso ............................................................................................................ 40 Tiempos de posicionamiento ajustables en funcin de la carrera .......................................... 41 Evolucin del par de la vlvula .............................................................................................. 41 Control analgico del par ...................................................................................................... 42

Dentro de un amplio rango, el par de salida es independiente de la tensin de alimentacin y su frecuencia Las oscilaciones superiores a 15 % del rango de tensin indicado (brevemente tambin 20 %!) en el rango de

frecuencia 40...70 Hz no influyen en la velocidad de posicionamiento ni en el par.

Corriente de arranque inferior en todo momento a la nominal Menor seccin de cable, incluso con cables largos. Mayor nmero de actuadores conectables con la misma seccin de cable que con actuadores convencionales. Es posible utilizar un sistema de alimentacin ininterrumpida (SAI) de menor potencia.

Proteccin de la vlvula El actuador entra en las posiciones finales con menor velocidad. Suaves movimientos de entrada en el asiento y de salida del mismo, pero con todo el par. Corte en la posicin final sin sobrepar transitorio. La alimentacin del actuador se corta en el punto de par mximo del motor.

Velocidad de posicionamiento fcilmente ajustable Posibilidad de optimizacin del proceso tras la instalacin. Simplificacin durante la fase de proyecto.

Prevencin de golpes de presin / cavitacin La carrera de la vlvula se puede subdividir en zonas con posibilidad de asignarlas su velocidad ptima de posicionamiento respectiva. Gracias a ello tambin es posible linealizar la curva caracterstica de la vlvula.

Regulacin precisa con exacta reproducibilidad Posicionamiento exacto mediante reduccin de la velocidad antes de alcanzar el punto de consigna.

Muchas opciones de software disponibles y fcilmente activables tras la instalacin, p.ej. regulador de proceso, curva caracterstica carrera-tiempo de posicionamiento, ...

Posibilidad de ejecucin a corto plazo de adaptaciones funcionales especficas del cliente.

Interfaz a sistema de control de proceso ajustable a cualquier necesidad Seales binarias y analgicas disponibles en todo momento, tambin con conectividad por bus de campo. Fcil integracin de la interfaz a bus de campo.

Empleo de robustos motores trifsicos, tambin para alimentacin monofsica

Proteccin completa del motor mediante medicin y monitorizacin de la corriente y temperatura del mismo

Mnima variedad de repuestos en toda la serie El uso de variador de frecuencia y el software en los actuadores permiten reducir a un mnimo los componentes mecnicos y elctricos.

SIPOS 5 Flash Resumen de ventajas para el usuario


En muchas reas de automatizacin se viene observando desde hace aos una clara tendencia: funciones del sistema de control de proceso se delegan a los aparatos de campo, ya que ste es el mejor lugar para implementar la funcionalidad ms prxima al proceso. Los actuadores SIPOS 5 Flash son pioneros en este campo, marcando tendencias futuras.

El desarrollo continuo de la serie de actuadores SIPOS 5 Flash ofrece un amplio abanico de aplicaciones y un accionamiento fiable de las vlvulas.Por ejemplo: en el sector de la energa, desde la central elctrica hasta la

calefaccin de distrito en el sector de aguas, desde las estaciones potabilizadoras hasta

las depuradoras en plantas industriales, desde cementeras hasta la industria

alimentaria y qumica

SIPOS 5 Flash La generacin de actuadores para el futuro

Y si aparecen vibraciones extremas o temperaturas ambientales elevadas o si no hay espacio sufi ciente o si el mando local resulta impracticable, la unidad electrnica puede instalarse rpida y fcil-mente separada de la unidad mecnica.

Los fabricantes de vlvulas, proyectistas y constructores de in-stalaciones, as como los explotadores de plantas pueden esperar grandes resultados de un actuador SIPOS 5, ahora y en el futuro.

En las siguientes pginas exponemos todas las caractersticas de la innovadora generacin de actuadores SIPOS 5 Flash.

La integracin de la electrnica de potencia y control en el actuador permite prescindir de aparatos como contactores inversores o in-versores a tiristores, y con ello una gran parte de la instalacin de distribucin en baja tensin.

Gracias a la fl exibilidad de la electrnica se pueden utilizar tanto en instalaciones convencionales como con bus de campo, SIPOS 5 Flash se adapta magnfi camente al controlador y al sistema de control de procesos.

Gracias a su estructurada modular con pocos componentes, SIPOS 5 Flash puede equiparse sin problemas para cualquier aplicacin, desde control simple hasta comunicacin por bus de campo.


Con inteligencia es posible ahorrar mucho esfuerzo, los actuadores SIPOS 5 Flash apuestan por este principio de manera consecuente.Un ejemplo: todo SIPOS 5 Flash contiene un variador de frecuencia para el control del motor, superando con mucho el concepto tradicio-nal motor ms reductor.

La ingeniera de procesos exige que una vlvula sea posicionada exactamente con una velocidad determinada, establecida hasta ahora por los componentes motor y reductor. Los actuadores SIPOS 5 Flash operan de forma diferente: un variador de frecuencia, el cual controla el robusto motor asncrono del actuador, permite ajustar la velocidad con un rango de variacin de 1:8, sin que el actuador deba ser reequi-pado para ello.

Ello convierte a SIPOS 5 Flash en un actuador para todos los casos: flexible para tareas dinmicas, fcil adaptabilidad a nuevas condi-ciones y sencillez desde el primer momento; para la planificacin, ingeniera, construccin de plantas o puesta en marcha.Y tambin se simplifica la gestin de almacn, con pocas variantes se cubren todas las aplicaciones.

La electrnica sustituye a la mecnica, all donde es posible.

La electrnica del actuador trabaja sin desgaste y es adems parametrizable. Tambin sustituye, por ejemplo, a los finales de carrera y limitadores de par.

Con ello se prescinde de tediosos trabajos de ajuste del actuador. Ni siquiera hace falta abrir SIPOS 5 Flash PROFITRON para realizar una nueva parametrizacin.

Actuador de giro2SA5....

Las variantes de actuador lineal, 2SB5, y de fraccin de vuelta, 2SC5, se basan en el actuador de giro

Actuador lineal2SB5...

Los actuadores lineales constan de un actuador de giro con unidad de empuje integrada.El software del actuador trabaja con las magnitudes fsicas: veloci-dad de posicionamiento (mm/min) y fuerza de corte (kN)

Actuador de fraccin de vuelta2SC5...

Los actuadores de fraccin de vuelta estn formados por un actuador de giro ms un reductor sinfn-corona adosado.El software del actuador trabaja con las magnitudes fsicas: tiem-po de posicionamiento (seg/90) y par de corte (Nm)

Pequeo actuador de fraccin de vuelta2SG5...Los pequeos actuadores de fraccin de vuelta se componen de un mecanismo compacto con electrnica integrada.El software del actuador trabaja con las magnitudes fsicas: tiempo de posicionamiento (seg/90) y fuerza de corte (Nm)

SIPOS 5 Flash Uno para todos: Flexibilidad absoluta gracias a electrnica integrada

El actuador ideal para cada aplicacin

Los actuadores SIPOS 5 Flash ejecutan todo tipo de tareas, controlando y regulando instalaciones de proceso, nuestra gama satisface todas las necesidades.

Gama SIPOS 5 Flash

Para pares que superen los rangos estndar se emplean combinaciones de actuadores de giro 2SA5 y mecanismos adicionales.

Para cualquier consulta o ayuda tcnica le rogamos se dirija a:

SIPOS Aktorik GmbHElectric actuatorsIm Erlet 2D-90518 Altdorf, GermanyPhone +49 9187 9227-0Fax +49 9187 [email protected]

Existe informacin detallada para cada actuador, datos de pedido y listados de repuestos, datos tcnicos, instrucciones de servicio, certi-fi cados y, naturalmente, el catlogo completo, para que usted pueda proyectar su instalacin lo ms efi cientemente posible.

Puede realizar una seleccin detallada de productos con nuestro CD o en Internet, en la direccin www.sipos.de

En nuestra pgina web www.sipos.de le ofrecemos siempre la documentacin ms actual, tambin croquis acotados en formato dxf y actualizaciones para nuestro programa de parametrizacin COM-SIPOS para PC. Adems encontrar el fi rmware ms actual y, naturalmente, personas de contacto y puntos de servicio tcnico en todo el mundo.

Otros productos de la familia de actuadores SIPOS

Actuadores de giro para modulacin continua HiMod, 10 2800 Nm

Sistemas de control de actuadores SIMA

Actuadores bimotores para unidades de regulacin 750 3000 Nm

Actuadores de giro para instalaciones nucleares segn KTA 3504para unidades de controlpara unidades de regulacin

2SA58..-

2SM2...-

M76348-

M76361-/M76371- M76362-/M76272-

Act. de giro Act. lineales Act. fraccin de vuelta

Control Regulacin Regulacin

Repuestos2SY5...

Accesorios2SX5...

2SA50..9-4000 Nm

2SA55..10-2800 Nm

2SB55..3,8-152 kN

2SG50..32-125 Nm

2SC50..150-4800Nm

2SG55..32-125 Nm

2SC55..175-3600Nm

Control Regulacin


Los actuadores SIPOS 5 Flash se encuentran disponibles en versin para control (lazo abierto) y regulacin (lazo cerrado).Los actuadores de control han sido diseados para servicio de corta duracin S2-15 min, los de regulacin para servicio intermitente S4/S5 con un factor de marcha de al menos 25 % para mx. 1200 conexiones a la hora segn DIN EN 60034.

Dos variantes de electrnica

Todos los actuadores SIPOS 5 Flash pueden ser suministrados con dos tipos diferentes de electrnica:ECOTRON y PROFITRON Ambas comparten el mismo concepto: - variador de frecuencia integrado, - velocidad ajustable electrnicamente, - limitacin electrnica de par y fuerza de corte, - gran variedad de funciones internas de vigilancia, incluida la

proteccin completa del motor.Y no menos importante: - sencilla puesta en marcha con guiado del usuario. Ninguna de las dos precisa para su funcionamiento de aparatos

externos de maniobra, controladores de inversin o armarios elctricos elctricos, dado que toda la electrnica de control y potencia se encuentra previamente integrada.

Ambas ofrecen posibilidades universales de conexin para cir-cuitos convencionales de control y, por supuesto, tambin para bus de campo en todos los sistemas de automatizacin.

Ambas incorporan un puesto de mando local.

ECOTRON

La versin ECOTRON est especialmente indicada para actuado-res de control y tareas sencillas de control usando los comandos ABRIR, CERRAR y PARO. Las seales de respuesta al sistema de control de proceso se canalizan por 5 salidas de sealizacin; la de posicin real por salida 4-20 mA.

PROFITRON

La confortable versin PROFITRON est formada por un actuador de regulacin de alta tecnologa, el cual tambin ha demostrado ser un excelente actuador de control.Adems de control por comandos discretos, PROFITRON dispone de una entrada para maniobras de emergencia y una entrada 0/4-20 mA para regulador de posicin integrado (opcin). Dispone de 8 salidas de sealizacin para seales de respuesta al si-stema de control de procesos y un valor de posicin real 0/4-20 mA .La pantalla de visualizacin de la electrnica PROFITRON permite diagnosticar, en caso necesario, modificar parmetros. Tambin es posible modificar el idioma de los textos en pantalla.

ABT.

CERR.

Carrera

Tiempo

Marcha MarchaVelocidad cero

Seal de emergencia

Tiempo

Tiempo

Misma velocidad para direcciones ABRIR y CERRAR. Puede ser seleccionada y ajustada entre 7 velocidades disponibles.

Diferentes velocidades para direcciones ABRIR y CER-RAR. Pueden ser seleccionadas y parametrizadas entre 7 velocidades disponibles.

Junto a las diversas velocidades en direccin ABRIR y CERRAR se pueden parametrizar otras velocidades para el servicio de emergencia en direccin ABRIR y CERRAR.

Direccin ABRIRDireccin CERRAR Desplazar a posicin de

emergencia

Velocidad cero

Control y regulacin: Aptos para todo tipo de procesos

Carrera

CarreraABT.

CERR.

ABT.

CERR.

SIPOS 5 Flash

Entradas y salidas Entradas de control ABRIR, CERRAR, PARO (con aislamiento galvnico)

Entrada de control de EMERGENCIA (con aislamiento galvnico)

Posibilidad de alimentacin externa a 24 V

Entrada de consigna 0/4...20 mA (con aislamiento galvnico opcional)

Monitorizacin de rotura de cable

Control por contacto momentneo (impulso)/sostenido

Control a travs de disparador de Schmitt

Control por cable bifilar

Modo control REMOTO conmutable

Salidas de sealizacin 24 V (con aislamiento galvnico)

Salidas por rel (cada una NC, NA)

Sealizacin de posicin 0/4...20 mA (con asilamiento galvnico opcional)

Interfaz a bus de campo PROFIBUS DP monocanal (opcional con fibra ptica) o bicanal

MODBUS RTU monocanal (opcional con fibra ptica) o bicanal

Comunicacin con herramientas de parametrizacin DTM para FDT EDD para PDM

COM-SIPOS

Posibilidades de ajuste/parametrizacin Par de corte ABRIR/CERRAR Escalones de velocidad

Diferente velocidad ajustable para ABRIR, CERRAR, APERTURA DE EMERGENCIA y CIERRE DE EMERGENCIA

Tipo de corte (en funcin de carrera/par)

Sentido de giro

Superacin de bloqueos

Contactos intermedios en carrera

Proteccin de motor puenteable

Calefaccin del motor

Intervalos de mantenimiento

Funciones del software Regulador de posicin (regulador adaptativo de 3 puntos)

Funcin proporcional/split-range

Regulador de proceso

Curva caracterstica carrera-velocidad

Ajuste analgico de velocidad

Tiempos de posicionamiento ajustables en funcin de la carrera

Otros Puesto de mando local (bloqueable por candado/caperuza de proteccin)

Textos en pantalla multilinges

LED indicador REMOTO/LOCAL

LED indicador ABIERTO/CERRADO/en marcha

Arranque suave

Registro de curva par de vlvula (3 marchas de referencia)

Datos de diagnstico

Monitorizacin de la temperatura del motor

Correccin automtica de secuencia de fases

Estndar Opcin Estndar en actuadores de regulacin


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El eje extremo A tambin se encuentra disponible en versin con apoyo flexible (eje extremo AF).

Los ejes extremos con forma A, B1 y C o A, B, C (en la variante segn DIN 3210) sirven como eje hueco para paso de husillo.Existen tubos de proteccin para husillo de diferentes longitudes.

El eje extremo de los actua-dores de giro es del tipo eje hueco B1/B.El par se transmite a la vlvula a travs de una chaveta.Otras formas de eje extremo se realizan mediante insertos o etapas de prolongacin.

Para adaptar mecnicamente el actuador a diferentes tipos de vlvula (de control, de mariposa, de compuerta y esfricas) se ofrecen diversas formas de unin: es posible equipar los actuado-res de giro con conexiones de brida y acoplamientos segn DIN ISO 5210 y DIN 3338 o DIN 3210 en las formas de eje extremo A, B1, B2, B3, B4 y C o A, B, C, D y E conforme a las necesidades del cliente. En los actuadores lineales la unin mecnica se realiza segn DIN 3358 y en los actuadores de fraccin de vuelta segn DIN ISO 5211.

Segn el tipo de vlvula se ofrecen para el actuador de giro diver-sa bridas reductoras al efecto.

Eje extremo ACasquillo con rosca interior para husillos de vlvula con-movimien-to lineal, no giratorio.El movimiento giratorio del actua-dor se transforma en un movi-miento lineal del husillo a travs del casquillo con rosca interior (tuerca de husillo). Esta forma de eje se puede sumin-istrar con rosca trapezoidal segn DIN 103. La brida de unin con casquillo con rosca interior y cojinete axial forma una unidad, adecuada para absorber fuerzas de empuje.

Eje extremo B2, B3, B4 y ECasquillo enchufable con perfora-cin y chavetero inser-tado en el eje hueco B1-/B. El par se transmite a la vlvula a travs de una chaveta, al igual que en el eje hueco B1/B.

Eje extremo CEje hueco con acoplamiento de garras insertado en el eje hueco B1-/B. El par se transmite a la vlvula a travs de los dientes.

Eje extremo DExtremo del eje libre con chaveta insertado en el eje hueco B1-/B. El par se transmite a la vlvula a travs de la chaveta.

SIPOS 5 Flash - Salida variable para unin a cualquier vlvula

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21 3 Unidad de fraccin de vuelta para montaje directo y unidad de fraccin de vuelta con base y brazo

Amplio rango de parActuadores de fraccin de vuelta, actuadores lineales y amplio rango de par para movimientos de giro, realizados mediante montaje de componentes mecnicos de precisin en actuadores de giro. Una gran ventaja, ya que la gama de unidades mecnicas SIPOS 5 Flash consta slo de modelos de tres tamaos. Todos los elemen-tos finales de actuadores poseen estructura modular. De esta forma se reduce drsticamente el nmero de repuesto en almacn.Este concepto modular puede observarse tambin en la unidad electrnica, con slo dos versiones bsicas.

Unidad de empuje Reductor planetario

Actuador de fraccin de vuelta 2SC5...Los actuadores de fraccin de vuelta se utilizan en lugares en los que el accionamiento de una vlvula requiere movimientos de 90 o incluso su-periores. Por lo general, el actuador de fraccin de vuelta se monta adosa-do a la vlvula. La unin geomtrica al eje de la vlvula se establece con un acoplamiento (con agujero para eje con chavetero, estriado o biplano) con unin por eje estriado.Si debido al diseo o por motivos de espacio no fuera posible un montaje directo, el movimiento de fraccin de vuelta se realiza usando un varil-laje o timonera. Para estos casos se dispone de la versin con base y brazo. Se puede suministrar el correspondiente varillaje o timonera de vlvula. La unidad de fraccin de vuelta transforma el movimiento de giro procedente del actuador de giro en un movimiento angular limitado. Del actuador de giro resulta un actuador de fraccin de vuelta.

Actuador lineal 2SB5...El movimiento de giro resultante del actuador de giro se transforma en movimiento lineal a travs de la unidad de empuje. A partir del actuador de giro resulta as un actuador lineal, a partir del par re-sulta una fuerza axial. Se pueden suministrar diferentes carreras de empuje.

Actuador de giro 2SA5...El reductor planetario ofrece una reduccin de 4:1, alcanzando as un par cudruple con una velocidad de salida reducida. De esta forma pueden alcanzarse rangos de par de 600-2000 Nm y 1200-4000 Nm con actuadores de control; con actuadores de regulacin, rangos de par de 700-1400 Nm y 1400- 2800 Nm.

En la electrnica del actuador se tiene en cuenta el elemento adicional incorporado porque cambia la referencia. El software del actuador trabaja por ello con las magnitudes fsicas modificadas por los elementos adicionales. As por ejemplo, en el actuador lineal (actuador de giro + unidad de empuje) se trabaja con velocidad de posicionamiento (mm/min) y fuerza de corte (kN). Si se usa un actuador de giro como unidadas base, stas seran la velocidad de salida (min-1) y el par de corte (Nm).


Menor almacn de repuestosGracias a la posibilidad de ajustar la velocidad y el par de corte basta con unos pocos tipos de actuadores para cubrir toda la diversidad de velocidades y pares. Esto simplifica la gestin de almacn para actuadores y componentes de repuesto.

Arranque del motor sin sobrecargar la redGracias al variador de frecuencia del SIPOS 5 Flash los escalones de velocidad se transforman en suaves rampas. El motor asncrono funciona prcticamente siempre en un punto alejado del de par mximo, donde empieza la inestabilidad. De esta forma desaparece el fenmeno de la corriente de arranque, los cables de alimenta-cin deben ser dimensionados nicamente para el consumo a par nominal. Esto ahorra seccin de cable y reserva de alimentacin, lo que se traduce en dinero contente y sonante.

Junto a la modificacin de la frecuencia (velocidad) y tensin del motor (par) el variador de frecuencia ejecuta una serie de impor-tantes tareas: monitoreo permanente de corriente, protege el motor, sustitu-

yendo as a la proteccin convencional; supone asimismo un monitoreo continuo del par

correccin automtica de fases, el rectificador integrado traba-ja con independencia de la secuencia de fases conectada!

medicin de la tensin, sobretensin y subtensin pueden ser detectadas y sealizadas de forma segura

correccin de tensin en funcin de la temperatura, compensa-cin de la dependencia con la temperatura del par del motor

Velocidad variable mediante variador de frecuencia

Compensacin de fl uctuaciones de tensinDimensionado del actuador para 80 % de tensin nominal, Dimensionado de la vlvula para el par a 110 % de tensin nominal? Esto ya no es necesario: la tensin del motor es regulada indepen-dientemente de la tensin de entrada.

Entrada suave en la posicin finalEn las proximidades de las posiciones finales, los SIPOS 5 Flash se mueven con una velocidad fija reducida. En caso de corte en funcin del par, as se evitan sobrepares transitorios (baja energa cintica del motor y del reductor).

Salida con fuerza desde posicin final o un bloqueoDesde una posicin de bloqueo, los SIPOS 5 Flash salen, durante un breve periodo, con velocidad mnima y alto par. Ello permite desbloque-ar incluso vlvulas agarrotadas.

Flexibilidad al proyectarA veces es interesante poder disponer durante la fase de proyec-to de cierto margen de reserva de velocidad y par, ya que en la instalacin real las cosas pueden resultar algo distintas. Un rango de variacin de velocidad de 1:8 permite optimizar el procesoa posteriori.

Regulacin ptima de posicinTanto si se trata de compensar rpidamente grandes errores de regulacin producidos por saltos en consigna o reducidas desvia-ciones, el regulador de posicin integrado en PROFITRON SIPOS 5 Flash interviene para ello en las diferentes velocidades del variador de frecuencia.

Alimen-tacin

Rectificador Inversor

Motor

Circuito inter-medio

(incl. precarga y medi-cin de intensidad)

Esquema simplificado de un variador de frecuencia

Un variador de frecuencia permite controlar completamente el motor conectado: sentido de giro, velocidad, par.

En combinacin con la electrnica de control especialmente desar-rollada para su utilizacin con actuadores elctricos, resultan toda una serie de ventajas:

Modo de funcionamiento de un convertidor de frecuenciaUn variador de frecuencia genera a partir de una tensin monofsica o trifsica de frecuencia (p.ej. 50 Hz) y amplitud (p.ej. 400 V) fi jas una tensin trifsica de frecuencia y amplitud variables.Los variadores de frecuencia con circuito intermedio de tensin han pasado a formar entretanto parte de los equipos estndar, con una amplia presencia en aplicaciones industriales. A continuacin se describe el modo de funcionamiento de estos aparatos.

1. RectificacinLa tensin alterna monofsica o trifsica se rectifica a travs de un puente de diodos:

2. Precarga y filtradoLa tensin se alisa o filtra en el llamado circuito intermedio mediante condensadores de gran capacidad. Para evitar la transmisin directa de un salto de tensin a los condensadores al conectar la tensin de red, inicialmente se intercalan resistencias de precarga en serie. Una vez cargados los condensadores, estas resistencias se puentean con rels.

3. Modulacin de ancho de impulsosLa tensin continua existente ahora en el circuito intermedio se transfor-ma en una tensin trifsica de frecuencia y amplitud variables. Para ello se emplean en el inversor interruptores electrnicos rpidos, los denomi-nados IGBTs (isolated gate bipolar transistors).

4. Clculo permanenteLos interruptores conectan cada fase del motor bien a la barra POSITIVA o a la barra NEGATIVA. La duracin de la conexin y la polaridad de la tensin puede ser ajustada con gran precisin, de forma que a partir de tensin continua troceada o modulada con anchos de impulso resulte como fundamental la onda senoidal deseada. La inductancia del motor produce aqu un efecto similar a un filtro.Para el clculo constante de los instantes de conexin en las tres fases del motor (cada uno de los seis IGBTs es conectado y desconectado hasta 16.000 veces por segundo!) es preciso un ordenador muy rpido - el microcontrolador - y circuitos integrados especficos para la aplicacin.

Monofsico Trifsico


La fuente conmutadaalimenta los consumidores inter-nos y ofrece adicionalmente una tensin de salida de 24 V DC para alimentar interruptores exter-nos para los comandos ABRIR, CERRAR y PARO.Una entrada separada para 24 V permite opcionalmente alimentar la electrnica, garantizando as la comunicacin incluso con la cone-xin a red desconectada.

SIPOS 5 Flash ECOTRON est predestinado para todas las tareas estndar: para actuadores de control y tareas sencillas con actuadores de regulacin.

SIPOS 5 Flash PROFITRON es el especialista para altas exigencias de regulacin y control.

El microcontrolador (ncleo de clculo CPU)asume en SIPOS 5 Flash el control total, controla el variador de frecuencia, monitorea la temperatura del motor, determi-na la posicin del actuador va potencimetro de precisin o mediante detector de posicin sin contacto sensor angular magntico (opcional), regula el par, analiza las seales del sistema de control de proceso y devuelve permanentemente avisos al mismo.

Tarjeta de rels

5 salidas por rel

8 salidas binarias (5 en ECOTRON)

Entradas binarias: ABRIR, CERRAR, PARO,

EMERG (solo PROFITRON)

Posicin 0/4...20 mA

2 entradas analgicas (solo PROFITRON)

Canal 1

Canal 2

Salida 24 V DC

Entrada 24 V DC para alimentacin adicional

de la electrnica

Tensin de red

Electrnica Inteligencia integrada en el actuador, y todo funciona a la perfeccin

Posicin Temp. motor Volante

Tarjeta de control

Tarjeta de bus de campo

Fuente conmutada

Proteccin (autorearmable)

Tarjeta de etapa de potencia

Motor asncrono

Flash

EEPROM

Mando local

PARO

Enter

Local Remoto

Mando local

PARO

Enter

Local Remoto

CPU

ABRIR

CERRAR

LOCAL

REMOTO

ABRIR

CERRAR

LOCAL

REMOTO

n (velocidad)

(par al CERRAR)

(par al ABRIR)

Listo para servicio

Anomala

Ajustes

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Tarjeta de control ECOTRON

Parametrizar/ visualizar

Tarjeta de control PROFITRON

Parametrizar/ visualizar

Interfaz sistema de control de proceso

Interfaz reductor

Cargar firmware

Elementos para ajuste posiciones

finales

Interfaz para PC

Ncleo del ordenador

Tarjeta de rels


Ventajas destacables Unidad electrnica integrada Electrnica de control escalonada

SIPOS 5 Flash ECOTRON para todo tipo de tareas estndar

SIPOS 5 Flash PROFITRON para mximas exigencias

Tarjeta de bus de campo o tarjeta de rels opcionales, tambin para SIPOS 5 Flash ECOTRON

Microcontrolador para un control perfecto del motor, la comunicacin y el monitoreo del actuador

Posibilidad de alimentacin separa-da (24 V DC) para la electrnica de control

Almacenamiento seguro de parme-tros del actuador en EEPROM

Plena compatibilidad electromagnti-ca

Almacenamiento de datos sin pila ni batera


Fuente conmutada

Filtro CEM

Conexin de red

Control de etapa de potencia

Mdulo IGBT

Conexin del motor

Circuito intermedio

Precarga


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Los actuadores SIPOS 5 Flash son extremadamente robustos: trabajan con fiabilidad en cualquier posicin, incluso en condi-ciones ambientales extremas. Todos los actuadores satisfacen el grado de proteccin IP 67 segn DIN EN 60529 (IP68 opcional).

Tapa de unidad de mando y cubierta del engranaje de sealizacin

fabricadas con policarbonato de alta resistencia(variante de metal opcional)

El material de la carcasa

es una aleacin especial de aluminio extrema-damente resistente a la corrosin. Este material se caracteriza por su alta resistencia, comparable a fundicin esferoidal, pero extremadamente ligero. SIPOS 5 Flash puede ser utilizado en condiciones ambientales normales incluso sin pintura protec-tora.Para entornos difciles el actuador se encuentra disponible con diferentes tipos de pintura protec-tora, tambin con ultraproteccin anticorrosin, p.ej. para su utilizacin en torres de refrigeracin.

Tornillos de acero inoxidable

Nueva tecnologa en SIPOS 5 Flash Hasta el ltimo detalle, electrnica en lugar de mecnica

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Conexin directaLos cables de conexin se introducen en la carcasa a travs de pasacables, hermti-cosa, y se conectan directamente con re-gleteros enchufables en circuito impreso.

Conector redondoLa conexin de los cables de control y del motor se realiza a travs de un conector de 50 polos. En ste bornes de tornillo garantizan una conexin segura. En caso de tener que desconectar la conexin elctrica para tareas de mantenimiento, esto evita tener que desembornar el cableado.

Conexin de bus de campoFacilidad de conexin de los cables de bus de campo en la tarjeta terminadora de bus accesible por separado.Conexin de cables de red y control anlo-ga al conector redondo.

Tarjeta de control ECOTRON

Tarjeta de control PROFITRON

Motor asncronoEs el encargado en accionar cualquier actuador SIPOS 5 Flash.Dentro de los motores elctricos son los reyes en cuanto a robustez, fiabi-lidad y seguridad de funcionamiento, siendo adems fcilmente instalables.Su fuerza se transmite directamente al eje del sinfn, sin reductor intermedio.

4020 157

5 610 240 93

36 14 5.5

2.1 0.8

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Tarjeta de rels

Tarjeta de bus de campo1 o 2 canales

Engranaje de sealizacinPara registrar la posicin actual de la vlvula se utiliza a travs del engranaje de sealizacin un potencimetro de precisin o sensor magntico angular para deteccin de posicin sin contacto (opcional).El engranaje de sealizacin reduce el movimiento giratorio del eje de salida a un movimiento giratorio inferior a 300 para una carrera completa de ABIERTO a CERRADO. La posicin del potencimetro es analizada por la electrnica. El engranaje de sealizacin es ajustable de 0,8 a 4020 vueltas/carrera sin necesidad de herramientas o desmontaje.


Indicador mecnico de posicin

Potencimetro de precisin(sensor magntico angular opcional)

SIPOS 5 Flash Diseo modular simple

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gekommen ist.

Flansch und Abtriebswelle

Spindelschutzrohr fr Spindeldurchstieg

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Instalacin separadaLa unidad electrnica puede ser separada de la unidad mecnica e instalada por separado. Para ello basta con soltar los 4 tornillos de unin. Existen juegos de montaje disponibles para ello.

Eje de sinfn y de salidaPara actuadores de pequeo y mediano tama-o se utiliza la combinacin de los materiales acero y fundicin esferoidal, para actuadores de mayor tamao se emplea una combinacin de acero y bronce.El flujo de fuerza del motor a travs del eje del sinfn hasta la corona del eje de salida es irreversible en todos los actuadores de regulacin y en la mayora de actuadores de control.El reductor utiliza aceite para engranajes de larga duracin y requiere un mantenimiento escaso.La corona y el eje de salida trabajan sin des-gaste con un rendimiento constante.

Manivela o volanteActan sobre el eje del sinfn. Para la maniobra manual se empuja el volante en direccin al actuador. Un interruptor bloquea el motor antes de que se produzca el contacto con el eje del sinfn. De esta forma se evita con seguridad el arranque del motor durante el accionamiento manual. La irreversibilidad del actuador se mantiene durante la maniobra manual.En los actuadores de gran tamao un sistema de bloqueo por fuerza centrfuga impide enganchar el volante antes de la parada del motor.

Brida y eje de salida

Tubo protector para paso del husillo


21

Mando local para mover los actua-dores usando los pulsadores ABRIR, CERRAR y PARO

El ajuste y puesta en marcha de SIPOS 5 Flash ECOTRON se realiza a travs de interruptores DIP y potencimetros. Una serie de LEDs sealizan los diversos estados; patrones de parpadeo sealizan fallos y permiten realizar diagnsticos.En SIPOS 5 Flash PROFITRON los pulsadores tambin se utilizan para la parametrizacin local y visualizacin de informacin acerca del actuador.

Pulsador de conmutacin LOCAL/REMOTO

Para proteger la unidad de un manejo no autorizado se puede evitar la activacin del modo local mediante un candado o una tapa protectora (opcional).

Mirilla

El indicador mecnico de posicin es visible a travs de la tapa situada sobre el engranaje de sealizacin. Los smbolos ABIERTA y CERRADA muestran la posicin de la vlvula.

Manivela/volante

Se pueden bloquear para evitar un accio-namiento involuntario.


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SIPOS 5 Flash ECOTRONes ajustado y puesto en marcha mediante interruptores DIP y potencimetros. Los diodos luminiscentes muestran el es-tado operativo actual. Sencillos patrones de parpadeo sealizan fallos y diagnsticos.

SIPOS 5 Flash PROFITRONPROFITRON ofrece an ms confort: una pantalla LCD de dos renglones gua rpidamente al usuario a travs de dilogos y la informacin es mostrada a travs de la ventana situada en la tapa de la electrnica.Los parmetros se ajustan medi-ante desde el puesto de mando local, fcil de manejar, es decir, la parametrizacin es no intrusiva, es decir, no hace falta abrir la carcasa del actuador.Un cdigo de seguridad protege contra accesos no autorizados.

Puesta en marchaLas teclas permiten posicio-nar consecutivamente en las posiciones fi nales ABIERTA y CERRADA: el microcontrolador reconoce a partir de la posicin del potencimetro o del sensor magntico angular (opcional) las posiciones fi nales y las memoriza.

Parametrizacin en SIPOS 5 Flash ECOTRONLos pares de corte y la velocidad se ajustan mediante poten-cimetros; el tipo de corte para cada posicin final, mediante interruptores DIP.

1 Interruptores DIP para valores especficos de vlvula2 Diodos luminiscentes de ajuste de posicin final o aviso de

estado / fallo3 Diodo luminiscente LOCAL4 Potencimetro para ajuste de velocidad y pares / fuerzas

de corte5 Diodo luminiscente REMOTO6 Pulsadores internos ABRIR, CERRAR, PARO, LOCAL / REMOTO

Diodo luminiscente CERRADA

Diodo luminiscente ABIERTA

La unidad de parametrizacin en SIPOS 5 Flash PROFITRONTodos los ajustes se pueden realizar usando los pulsadores del puesto de mando local. La pantalla de texto ofrece informacin explcita en el idioma previamente seleccionado.

7 Diodo luminiscente LOCAL 8 Diodo luminiscente REMOTO9 Pantalla con mens interactivos

Los actuadores SIPOS 5 Flash disponen de serie de un puesto de mando local que permite realizar maniobras elctricas y puestas en marcha. La mayora de los ajustes son confi gurados en fbrica, de forma que los actuadores se entregan en obra ya operativos.Se pueden realizar en todo momento modifi caciones por simple cambio de parmetros, sin necesidad de equipos adicionales o her-ramientas especiales. SIPOS 5 Flash suministra permanentemente todas las informaciones relevantes.

Al igual que en todos los actu-adores elctricos, en SIPOS 5 Flash tambin se puede confi -gurar para ambas posiciones fi nales el tipo de corte, en funcin de la carrera o el par. Los ajustes necesarios para ello han sido automatizados a travs del microcontrolador, simplifi cando dicha tarea al mximo.

Lectura de recorrido y limita-cin del par con fi abilidadEn SIPOS 5 Flash la lectura de recorrido se realiza a travs del engranaje de sealizacin ajustable mediante un potenci-metro de precisin, u opcional-mente, con un sensor magntico angular sin contacto.La limitacin y corte del par se realiza a travs del variador de frecuencia.Ventaja: no se requieren limitadores de par ni fi nales de carrera, ya no es necesario realizar ajustes.Los pares de corte en direccin CERRAR y ABRIR son ajustados mediante potencimetros (ECO-TRON) o a travs de parametriza-cin en PROFITRON.El software del microcontrola-dor asume automticamente la asignacin lgica par antes que carrera y viceversa.

1 2 3 4 5 6

Puesto de mando local: Todo bajo control desde el principio

Diodo luminiscente CERRADA

Diodo luminiscente ABIERTA

Idioma de guiado de usuario. En la ac-tualidad existen 9 idiomas disponibles (DE, GB, FR, ES, IT, PL, CZ, SE, NL, ...)

Velocidades separadas para sentido CERRAR y ABRIR, as como para sentido de CERRAR y ABRIR en caso de comando de EMERGENCIA presente. nicamente se ofrecen los ajustes posibles en el tipo de actuador correspondiente

Tipo de corte para sentido CERRAR y ABRIR ajustable por separado (en funcin del par o recorrido)

Par de corte en sentido CERRAR y ABRIR ajustable por separado

La calefaccin electrnica del motor evita la formacin de condensacin en entornos con cambios bruscos de temperatura

Secuencia para el ajuste de posi-ciones fi nales

Secuencia para el registro de hasta 3 curvas de par de la vlvula

Posibilidad de ajuste de los mr-genes o rangos de posiciones finales CERRADA y ABIERTA. Influencia sobre velocidad, seal posicin final, corte en funcin del par

Ajuste 0/4...20 mA y curva caracter-stica creciente/decreciente si se usa regulador de posicin

Nivel de las entradas ABRIR/CER-RAR/PARO: normalmente cerrado (active low) o normalmente abierto (active high)

Seleccin del origen de comandos en modo control REMOTO

Reaccin en caso de deteccin de rotura de cable: ir a posicin de EMERGENCIA o mantener posicin

Cierre hermtico signifi ca que durante el posi-cionamiento en sentido a la posicin fi nal dentro de los mrgenes de las posiciones fi nales, el posicionamiento continuar incluso tras la anulacin del coman do al efecto, hasta que se alcance la posicin fi nal

Libre eleccin de la posicin de EMERGENCIA

Existen dos contactos intermedios de carrera de libre programacin

Curva caracterstica para valor de posicin ajustable 0 o 4..20 mA, creciente o decreciente

8 salidas binarias de libre progra-macin asignables a multitud de se-ales. Ajuste del nivel normalmente abierto o normalmente cerrado

Ajuste de los parmetros de bus de campo. Aqu a modo de ejemplo para direccin PROFIBUS

Submen para ajuste de intervalos o periodos de mantenimiento

Identificacin de 20 posiciones para el actuador

Todas las funciones de software pue-den habilitarse a posteriori mediante cdigo PIN.En esta fi gura: regulador de posicin integrado habilitado

En la asignacin analgica de la velo-cidad y el perfi l de la misma, la asignacin de velocidad para los modos local y remoto puede ser habilitada por separado . De forma alternativa se puede posicionar con la velocidad de ABRIR/CERRAR ajustad

nico ajuste obligatorioAjustes sistema de control procesoAjustes generales Ajustes especficos de vlvula

Pantalla con mens interactivos en PROFITRON en mltiples idiomas (ampliable en todo momento)


El plus de funcionalidad y flexibilidad que ofrece un SIPOS 5 Flash se visualiza y gestiona cmodamente a travs del programa de parametrizacin para PC COM-SIPOS.

Visualizacin

El actuador SIPOS 5 Flash ofrece junto a la gran variedad de opciones de ajuste y funciones, la posibilidad de descargar a travs de COM-SIPOS todos los parmetros y datos de diagnstico del actuador y representarlos de manera clara y por temas mediante mens.De esta forma es posible obtener una visin rpida y sencilla de los ajustes del actuador y todos los dems parmetros (datos de diagnstico, mensaje de estado, curvas de par etc.).

Puesta en marcha

La puesta en marcha de actuadores puede ser tan sencilla. En efecto, todos los datos de ajuste (p.ej. par de corte, velocidades etc.) se ven de un vistazo, su edicin es muy sencilla y se car-

gan cmodamente en el actuador por simple clic de ratn. El nico ajuste a realizar localmente en el actuador es el de las posiciones fi nales, por motivos de seguridad.

Manejo y visualizacinA travs del men Manejo y visualizacin se puede realizar un seguimiento del estado dinmico de las seales de control y del comportamiento del actuador. Adems el actuador puede manejarse

directamente desde el programa COM-SIPOS.

COM-SIPOSPrograma de manejo y parametrizacin Representacin sencilla de la gran variedad de funciones

Diagnstico de la vlvula

Todo los datos operativos relevantes del actuador se monitorizan constantemente y pueden ser visualizados cmodamente a travs de COM-SIPOS. Para el mantenimiento preventivo de la vlvula es posible programar lmites y una seal de alarma del actuador en caso de rebase de los mismos.Adems se pueden registrar curvas de par de referencia que facilitan el reconocimiento de degradaciones en la vlvula (p.ej. prdida de suavidad de marcha, desgaste).

Diagnstico del actuador

El estado del actuador es fcilmente reconocible. Junto al aviso de fallo actual el actuador almacena adems un historial de fallos. Ello permite identificar rpidamente las causas de fallos y la solucin de los mismos.

Documentacin de la instalacin/actuador

Los datos descargados del actuador tras la puesta en marcha pueden ser almacenados en un archivo como parte de la documentacin y tambin se pueden imprimir en una hoja resumen. Los datos se pueden administrar de forma centralizada y enviar fcilmente a travs de correo electrnico a efectos de telediagnstico.Otra ventaja que ofrece el archivo de parmetros es la posibilidad de cargar dicho archivo en una unidad elec-trnica de repuesto, evitando tener que realizar una nueva puesta en marcha.

Optimizacin del actuador/instalacin

Para sacar el mximo rendimiento a la instalacin COM-SIPOS ofrece la posibilidad de opti-mizar los parmetros del actuador, tales como tiempo de posicionamiento, efecto de frenado o rampa de aceleracin y vigilar as el comportamiento de la vlvula.

Simulacin

El denominado modo de simulacin permite comprobar la comunicacin con cada sistema de control de proceso. En este modo se simulan las respuestas del actuador al sistema de control de proceso.


El actuador representa la interfaz entre el sistema de control de proceso y la vlvula.Los comandos de control transmitidos de forma binaria, analgica o a travs de bus de campo deben ser analizados por el actuador para as posicionar la vlvula. A la inversa, el sistema de control de proceso es-pera una respuesta del actuador.

sta puede producirse en forma de mera respuesta de estado a travs de las seales binarias de salida (p.ej. par ABIERTA/CER-RADA, posicin fi nal ABIERTA/CERRADA, fallo, etc.) o el envo de datos dinmicos (p.ej. posicin de la vlvula) a travs de la salida analgica.En lneas generales, todos los datos estticos y dinmicos se en-cuentran disponibles en todo momento a travs del bus de campo.

Sala de controlControl:Binario: 24 V DC - Contacto sostenido - Contacto momentneo - 2 hilos

Analgico: 0/4...20 mA - Regulador de posicin - Valor umbral

Bus RS485 - PROFIBUSde campo: o FO - MODBUS

3 entradas binariasABRIR, CERRAR y PARO

Bus de campo

8 salidas binarias programa-bles. Sealizaciones y niveles (NC/NA) de libre ajuste,de ellas 5 salidas disponibles por rels

1 salida analgica

Bus de campo

5 salidas binarias programa-bles, disponibles tambin a travs de rels

1 salida analgica

Bus de campo

4 entradas binariasABRIR, CERRAR, PARO y EMERGENCIA

2 entradas analgicas

Bus de campo

SIPOS 5 Flash Interfaces con el sistema de control de proceso: Simplicidad de comunicacin

ECOTRON

PROFITRON

Control por contacto sostenidoMientras exista un comando ABRIR o CERRAR, el actuador mover la vlvula en la direccin correspondiente.Si no existe ningn comando de control o si se reciben simultneamente seales ABRIR y CERRAR, el actuador se detendr.

Control por contacto momentneoPara controlar el actuador se enva al mismo un impulso

ABRIR o CERRAR (de al menos 10 ms). El actuador es desplazado hasta que el sistema de control de

proceso enve una nueva seal en sentido contrario o el comando PARO o bien se alcance la posicin final de la vlvula.

Control por cale bifi larEn este caso el control se realiza a travs de la entrada binaria ABRIR.Si se aplica una seal (high) el actuador se desplazar en sentido ABRIR. Si no se aplica ninguna seal (low) el actuador se desplazar en sentido CERRAR. En ambos casos se producir un desplazamiento en la direccin correspondiente hasta que se alcance la posicin fi nal o el nivel de la seal vare.Este modo de control no permite mantener una posicin intermedia.

Control de regulador de posicinLa posicin de la vlvula es modificada por el actuador a travs de un

regulador de posicin integrado, de forma proporcional al ajuste predetermi-nado por la seal de entrada analgica (0/4...20 mA).

Control va disparador de SchmittEn este modo la informacin binaria ABRIR, PARO y CERRAR se transmite de forma inmune mediante una seal analgica de entrada.0 30 % = CERRAR30 70 % = PARO70 100 % = ABRIR

Con

trol

ana

lgi

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C

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ol b

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Comando de control ABRIR

Comando de control CERRARprovoca PARO

Comando de desplazamiento ABRIR

Comando de desplazamiento CERRARinte

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Resumen de tipos de control

Comando de control ABRIR

Comando de control CERRAR

Comando de control PARO


Comando de desplazamiento CERRAR

Control signal ABRIR



Valor de consigna (seal 0/4...20 mA)



Valor real

Seal 0/4...20 mA



ABRIRPARO

CERRAR


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Bus de campo

Topologa en lnea, estrella o anillo, casi siempre con ca-bles apantallados de dos hilos. Variante redundante op-cional para un mayor grado de seguridad/disponibilidad. Para tramos largos es posible usar fibra ptica inmune a perturbaciones. En general, la necesidad de cable es notablemente inferior.

Rpida integracin de los aparatos de campo. Menor frecuencia de fallos gracias a un cableado ms sencillo. Tester y monitores de bus para diagnstico de fallos.

Posibilidad de teleparametrizacin mediante bus durante la puesta en marcha o en servicio. Existe en parte una gran cantidad de herramientas de software no propietarias

Adicionalmente a los datos convencionales ofrece infor-macin detallada, como p.ej. temperatura del motor, valor de consigna y real de proceso, nivel de tensin, corriente del motor, ...

Avisos detallados (p.ej. sobretensin, rotura de cable del sensor de recorrido, ...), que permiten restablecer el servicio usando repuestos almacenados al efecto

Notificacin de datos de diagnstico, tales como el nmero de corte por rebase de par u horas de servicio de la electrnica y el motor; notificacin de evoluciones del par en comparacin con la vida til

Necesidad de prolongacin de la lnea al actuador. Se debe adaptar la configuracin del sistema de control de proceso

Protocolos de bus con mecanismos de seguridad (CRC-Check etc.), posibilidad de utilizacin de fi bra ptica en tramos crticos (un nico cable para varios actuadores)

Control redundante con bus de campo en central elctrica

A mediados de los 80 la tecnologa de automatizacin dio un cambio cualitativo fundamental. El cableado en paralelo habitual hasta ese momento contradeca la necesidad de una comunicacin ms amplia mediante un nmero creciente de complejos aparatos de bus, los cuales aportaban localmente una mayor inteligencia e informacin de diagnstico. Las soluciones de control convencionales pasaban a ser sustituidas cada vez ms por la avanzada tecnologa de bus de campo.

A travs de buses de campo se puede trasmitir una cantidad de informa-cin prcticamente ilimitada, sin necesidad de cables adicionales. El sistema de control de proceso puede acceder a la informacin solicitada en cualquier momento. La siguiente tabla muestra las dos posibilidades generales de control:

Convencional

Cableado en estrella de cada actuador -> numerosas lneas, cables largos y gruesos, puesta en marcha y bsqueda de fallos laboriosas, numerosos puntos de contacto

La gran cantidad de cable requerido suele provocar fal-los durante la puesta en marcha. Trabajo muy laborioso hasta lograr que los aparatos de campo se controlen perfectamente

Los ajustes nicamente pueden ser realizados en el propio aparato, disponibilidad de algunas herramientas de PC propietarias in situ

Valor real de posicin como seal 4..20 mA, aprox. 3..8 seales (posiciones finales, limitadores de par, avera, termostato, ...) como seal binaria a 24 V

Una seal binaria de fallo, investigacin local de la causa

Inspecciones peridicas in situ de actuador y vlvula en el marco de las tareas de revisin

Necesidad de instalar ms cables desde el sistema de control de proceso hasta el actuador; en caso necesario, aadir tarjetas de evaluacin/control. Se debe adaptar la configuracin del sistema de control de proceso

Puede requerir un laborioso aislamiento galvnico. Peli-gro de falsificacin de seales debido a perturbaciones electromagnticas

Instalacin

Puesta en marcha de la instalacin

Parametrizacin

Informacin sobre el estado del actuador

Diagnstico de fallos

Mantenimiento preventivo

Posibilidades de ampliacin

Inmunidad a perturbaciones

Los buses de campo sustituyen a los circuitos de control convencionales

29

SSSSSSSSSSSS

OO OOOOO OOO

OOOOO

OOOOO

OOOOO

OOOOO

Electrnica de control

- evaluacin del protocolo- parametrizacin del bus

Conexin de bus

- con resistencia terminadora de bus (activable/desactivable) integrada

- para 1 o 2 canales- el bus no se interrumpe, incluso con el

conector desenchufado- la lnea es cortada si est activada la

resistencia terminadora- posibilidad de alimentacin directa a

24 V- conexin separada de bus y red- contacto de pantalla de gran superfi cie


- aislamiento galvnico- procesamiento de protocolo- memoria bfer- variantes con 1 o 2 canales

Los sistemas de bus de campo representan una tecnologa clave en los sistemas de automatizacin actuales y han provocado la apari-cin de diversos estndares. SIPOS 5 Flash soporta en la actualidad los protocolos abiertos de bus de campo PROFIBUS DP y MODBUS RTU, prximamente se ampliar a otros buses de campo.

Conexin del bus de campo

Para los buses de campo soportados por SIPOS 5 Flash existe en elactuador una conexin directa en forma de bus RS485 o fi bra ptica.

Esquema de la conexin RS485 Esquema de la conexin por fibra ptica

Nodo nResistencia terminadora de bus

Alimentacin externa 24 V

Nodo n-1

Conexin de bus

Contacto de pantalla

Nodo n-1 /acoplador de FO

Nodo n+1 (solo para topo-

loga lineal)

Canal 1

Canal 2 (redundante)

Nodo n

Nodo n+1


30

El estndar de bus de campo PROFIBUS DP se encuentra ampliamente extendido. Los acreditados mecanismos de proteccin aseguran una alta disponibilidad del equipo y, gracias al efi ciente intercambio de datos a alta velocidad, los tiempos de control son ms cortos. SIPOS es miembro de la organizacin de usuarios PROFIBUS (PNO) y desde el lanzamiento de la serie de actuadores SIPOS 5 Flash ha soportado el protocolo de bus con sistemas de control certifi cados. Las ampliaciones del protocolo han sido rpidamente implementadas.

SIPOS 5 Flash soporta las siguientes funciones PROFIBUS DP:

Funciones bsicas DP-V0Lectura cclica de la informacin de entrada del maestro y escritura de la informacin de salida como esclavo de bus de campo con una velocidad de transferencia de 1,5 Mbaudios. Como caracterstica especial SIPOS 5 Flash ofrece aqu la posibilidad de transmitir tambin datos de parametri-zacin cclicamente, permitiendo as realizar importantes modifi caciones de parmetros online, como p. ej. la velocidad del actuador.

Nivel de prestaciones DP-V1De las funciones del nivel de prestaciones DP-V1 se soportan el trfi co de datos acclico con controlador central (maestro DP clase 1) o tambin estaciones de ingeniera (maestro DP clase 2). Este maestro de clase 2 puede ser utilizado para tareas de parametrizacin y diagnstico. Todos los parmetros fl ash se encuentran as disponibles. La funcin curvas de par tambin puede ser activada en el actuador PROFITRON a travs de servicios V1, las curvas registradas pueden ser ledas y visualizadas.

Nivel de prestaciones DP-V2De las funciones del nivel de prestaciones DP-V2 se soportan la etiqueta de fecha/hora y la redun-dancia de esclavos conforme al perfil RedCom.

Funciones PROFIBUS DP

Niveles de prestaciones

DP-V2Ampliaciones

Sincronizacin horaria Etiqueta de fecha y hora Redundancia

DP-V1 Intercambio acclico de datos entre PC o el sistema de control de proceso y los aparatos de campo

con las ampliaciones Integracin en herramientas de ingeniera: EDD y FDT

DP-V0 Intercambio cclico de datos entre el sistema de control de proceso y los aparatos de campo con las ampliaciones Configuracin GSD Diagnstico

Cara

cter

stic

as d

el e

quip

o

Tiempo

Comunicacin abierta va PROFIBUS DP: Control y diagnstico sin limitaciones

31

GSD

FDTEDD

GSD GSD

DTMEDD

GSD

Integracin en sistema de control de procesoNo basta con la disponibilidad de las seales de control. El fabricante debe permitir tambin una integracin sencilla, es decir, se deben dar a conocer a los controladores y sistemas de control e ingeniera los parmetros especfi cos y formatos de datos de los aparatos de campo para el intercambio de datos de ellos. SIPOS 5 Flash ofrece para ello una gama completa:

Archivo GSD , obligatorio en todo equipo DP; contiene informacin general y especfi ca del equipo

Descripcin electrnica del equipo (electronic device description - EDD) probada para la integracin en el sistema SIEMENS SIMATIC PDM

Device type manager (DTM) para la interfaz FDT (fi eld device tool), probada entre otros para los sistemas FieldCare, PACTWare y ABB Composer

Configuracin de red

Parametrizacin al arrancar Configuracin fija Mxima facilidad de manejo

Intrprete

Manejo unitario de dispositivos Idioma descriptivo (DDL) Para complejidad baja y media

Programa

Manejo especfico de dispositivos Interfaz de aplicacin Para complejidad media y alta

Proceso cclico E / S

Descripcin acclica del dispositivoComplejidad baja ... media

Configurador de red

Intrprete EDD

Interfaz FDT

Configurador de red

Configurador de red

Complejidad media ... alta

Sistema de ingeniera


possible connecting pointof a PC with SIMATIC PDM

Field bus

SIPOS 5 Flash

SIPOS 5 Flash SIPOS 5 Flash

SIPOS 5 Flash

SIPOS 5 Flash

Engineers console with STEP 7with SIMATIC PDM

Engineering Station ESwith STEP 7, Win CC etc.with SIMATIC PDM

Plant bus

PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP

SITRANS P

SIPAN

PRO

FIB

US-

PA

PRO

FIB

US-

PA

SITRANS LR

SITRANS T3K

DP/PALINK

DP/PACoupler

SIPART DR

1,5 Mbit/s45,45 kbit/s

S7-400 S7-400

Bloques de funciones y faceplates a medida para diferentes sistemas de control de proceso, como p.ej. Siemens SIMATIC PCS7 o SPPA-T2000, -T3000.

La familiaSIMATIC PCS7dispone de bloques de funciones y faceplates (Win CC) para los actua-dores SIPOS.Estos bloques de funciones tambin pueden ser utilizados para tareas de control con SIMATIC S7-300.Posibilidad de integrar SIPOS en la herramienta de parametrizacin y configuracin SIMATIC PDM (Process Device Manager); esta herramienta es no propietaria y cubre todos los niveles.El sistema de control de procesos Siemens SPPA-T2000, -T3000 tambin dispone de un bloque de funciones para actuadores SIPOS.

Faceplate SIMATIC PCS7

Bloque de funciones SIMATIC PCS7

Comunicacin PROFIBUS con SIPOS 5 Flash

Comunicacin sencilla va MODBUS RTU: Intercambio por plataforma ampliamente extendida

MODBUS es un protocolo de bus disponible desde finales de los 70 para la conexin rpida y sencilla entre un maestro (del sistema de control) y numerosos esclavos (actuadores, sensores). A dife-rencia de PROFIBUS, en MODBUS existen protocolos de diferente extensin para el acceso a estructuras de datos, desde la lectura y escritura de bits individuales (> Read Coil Status, Write Single / Multiple Coils) hasta la lectura y escritura de reas completas de datos (> Read Holding Registers, Write Single / Multiple registers) y telegramas de diagnstico. Tampoco es necesario consultar obligatoriamente a cada esclavo en intervalos cclicos equidistantes.

MODBUS se utiliza mundialmente en sistemas de automatizacin industrial en las versiones RTU (Remote Terminal Unit, implemen-tada en SIPOS 5 Flash), ASCII y TCP/IP.

SIPOS 5 Flash soporta en la integracin de esclavos MODBUS todos los accesos a datos de proceso (ajuste predeterminado de comandos de desplazamiento, respuesta de informaciones de estado) y la parametrizacin completa del actuador.Adems permite la lectura de las informaciones del actuador (fun-ciones Read Exception Status, Report Slave ID y Read Device Identification.

La integracin fsica se realiza en PROFIBUS a travs de RS485 o fibra ptica.

Funciones MODBUS soportadas:

Descripcin

Read Coil Status

Read Input Discrete

Read Holding Registers

Read Input Registers

Force Single Coil

Preset Single Register

Read Exception Status

Diagnstico

Force Multiple Coils

Preset Multiple Registers

Report Slave ID

Read Device Identification

Cd. funcin

01

02

03

04

05

06

07

08

15

16

17

43


opcional con integracin en el sistema de control instalado

representado con redundancia BUS

conexin de sensores sin interfaz de campo a bus de campo va SIPOS 5 Flash

La instalacin debe funcionar con seguridad, con una disponibilidad del 100 %. Su puesta en marcha deber resultar sencilla, Plug and Play. Si se atisba algn problema, las seales de alarma debern haberse disparado con anterioridad. Y si fi nalmente se produce un desperfecto, ste deber ser fcilmente localizable y reparable. No estara mal poder controlar desde el PC domstico. Y, y , y ..., en defi nitiva, especifi caci-ones tpicas de una instalacin.La realidad ofrece un aspecto un tanto diferente.Seguridad mediante estrategias redundantes: S, pero los componentes individuales no siempre resultan compatibles entre s.

Puesta en marcha sencilla: S, pero eventualmente tras la realizacin de diferentes cursos de formacin sobre confi guracin y parametrizacin. Seguramente sern necesarias licencias adicionales para las herramien-tas de puesta en marcha y de diagnstico. Los conceptos generales de bus (PROFI-, CAN- MOD-, Foundation Field-, Inter-BUS) y enfoques propietarios, fi losofas de sistemas de control de proceso (meta-tags, objetos, tareas, ) y numerosas condiciones de equipo difi cultan la entrada en el fascinante mundo de la automatiza-cin. Problema fundamental: INTERFACES entre fabricantes y equipos.

Nuestra propuesta: UN CONCEPTO INTEGRAL, en el cual todos los niveles de automatizacin son perfectamente compatibles entre s.

La SIMA MASTER STATION satisface ampliamente las exigencias expuestas:

Seguridad / Disponibilidad SIPOS apuesta aqu tambin por la redundancia. Es graduable y se encuentra all donde se requiere para una aplicacin concreta:

cables redundantes de bus de campo a los actuadores; MASTER STATIONs redundantes, las cuales se vigilan mutuamente; cables redundantes a un sistema de control de proceso superior eventualmente existente. La MASTER STATION est formada por robustos PCs industriales estndar y tarjetas de bus de campo. Debido al bajo grado de desgaste en servicio continuo se puede renunciar a componentes giratorios, tales como ventiladores y discos duros!

Interfaces Precisamente la problemtica interfaz control actuador resulta en SIMA una interfaz interna, en la cual ambos lados se en-

cuentran en una misma mano. Mediante la utilizacin de buses de campo estndar la interfaz permanece no obstante abierta para eventuales ampliaciones.

Sist. de control

Maestro Maestro stand-by

Sincronizacin

Sensor0/4 ... 20 mA

Sistema de control de actuadores SIMA Todo del mismo proveedor, pequeas soluciones integrales de automatizacin

Puesta en marcha sencilla Plug & Play al pie de la letra: Un programa autoarrancable escanea las lneas

de bus de campo en busca de equipos conocidos, reconociendo automtica-mente todo tipo de actuadores SIPOS. Los equipos encontrados son representa-dos en una interfaz grfi ca de usuario el sinptico estandarizado de la instalacin encontrndose inmediatamente operativos. Otros aparatos de campo pueden ser integrados con facilidad a travs de las entradas digitales y analgicas de los actuadores compatibles con bus. En caso necesario tambin se pueden integrar y representar aparatos externos en el proceso de escaneo.

Diagnstico La interfaz de usuario ofrece tanto un diagnstico detallado de bus de campo como informacin acerca del estado de cada actuador conectado.

Estandarizacin El hardware: un PC industrial.

El sistema operativo: estndar Microsoft Windows ampliamente extendido. Los buses de comunicacin: buses de campo estndar como p.ej. PROFIBUS o MODBUS.

Flexibilidad Con pantalla tctil integrada o sin monitor, o con conexin de 24 V DC o 230 V AC, muchas variantes pueden ser combinadas libremente y

permiten una adaptacin a la medida de las exigencias de la instalacin.

Aunque la oferta es de por s muy variada se realizan ampliaciones constantemente, aqu un par de ejemplos: - Integracin de controles secuenciales simples - Integracin de aparatos de campo adicionales (sensores y actuadores) - Ampliacin a nuevos sistemas de bus - Traduccin a diferentes idiomas - Integracin de tramos con transmisin por fibra ptica e inalmbrica por radio - Oferta completa de instalaciones, armario elctrico y cableado de actuadores incluidos

Junta a la propia MASTER STATION existe una gran variedad de accesorios disponibles:repetidores, terminadores activos de bus, cables de bus, convertidores de bus en seales anlogas y digitales (sistemas de bus de campo para E/S), conectores de bus, fuentes de alimentacin y mucho ms.

Manejo & Observacin ambas acciones son posibles en la MASTER STATION y tambin desde un

controlador de nivel superior. Es posible ajustar el rango de control individual-mente entre el sistema de control de proceso y MASTER STATION para todos los actuadores o para cada actuador individual.

Telecontrol Por un lado existe una gran variedad de interfaces (de bus de campo) disponibles para

sistemas de control de nivel superior, por otro lado, cada MASTER STATION puede ser integrada en una red local a travs de una interfaz Ethernet existente. El acceso se puede realizar entonces mediante un software de servidor suministrado o travs del Windows-XP Remote-Desktop.


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Popularmente se entiende por fuente de alimentacin indepen-diente de la red la utilizacin de un grupo electrgeno.Los lugares que no disponen de conexin a red y que requieren no obstante de consumidores elctricos, pueden valerse de grupos electrgenos (compuestos por un motor de combustin acoplado a un generador y una electrnica de potencia) a modo de fuente de energa independiente.Incluso al fallar la red elctrica existente, el grupo electrgeno garantiza la disponibilidad de la energa necesaria para garan-tizar la ejecucin de trabajos elctricos en caso de emergencia, funcionando como un sistema de alimentacin ininterrumpida, tambin conocida como SAI.

En los sistemas clsicos de alimentacin sin interrupciones SAI la tensin alterna de la red de alimentacin es rectificada en la instalacin SAI aguas arriba. Esta tensin continua representa la fuente de energa para el inversor integrado, el cual genera a partir de la misma una tensin alterna monofsica a disposicin del consumidor. Simultneamente se alimenta una batera para acumular energa.En caso de avera es decir, cuando se produce un corte de tensin de red el consumidor final toma la energa necesaria de la ba-tera a travs del inversor.En caso de ausencia de tensin de red para la recarga de las ba-teras que garanticen la potencia necesaria, sta puede ser com-pensada a travs de energa solar, energa solar fotovoltaica ,lo cual resulta posible gracias a la innovadora electrnica de potencia de SIPOS 5 Flash.

Esquema de funcionamiento autnomo con energa solar(desde la izda.: mdulo solar, bateras, regulador de carga, inversor y actuador de giro SIPOS 5 Flash)

Alimentacin por sistema ininterrumpido o independiente de la red: Energa de la red o a travs de sistema fotovoltaico

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12/24V DC 1 230V AC

12/24V DC

1 230V AC1 230V AC

12/24V DC

A diferencia de otros fabricantes que exigen una alimentacin trif-sica a 400 V, para niveles de potencia pequeos y medianos nosotros ofrecemos actuadores SIPOS 5 Flash que pueden alimentarse de forma estndar desde la red monofsica. Gracias a su variador de frecuencia es posible utilizar un robusto motor trifsico.

Al objeto de minimizar el dimensionamiento de los componentes y mantener con ello unos bajos costes de inversin resulta necesario minimizar la potencia consumida por los consumidores utilizados.

En el sector de los actuadores, SIPOS 5 Flash realiza una importante aportacin, gracias al bajo consumo de corriente de sus equipos.El hecho de que la corriente de arranque nunca pueda ser superior a la corriente nominal supone un factor adicional con efectos positivos en el diseo de la instalacin SAI o fotovoltaica.

Esta circunstancia permite trabajar con la econmica tecnologa monofsica, en detrimento de los inversores trifsicos de alto coste.

Alimentacin independiente de la red mediante fotovoltaicaLa instalacin fotovoltaica, que trabaja autnomamente, como fuente de energa supone una ventaja, cuando el lugar de instala-cin del actuador se encuentra fuera del rea de abastecimiento de la red elctrica y la instalacin de una lnea de alimentacin elc-trica exclusiva resulta econmicamente inviable.

SAI

Esquema bsico de un sistema de alimentacin ininterrumpida

Unidad fotovoltaica

Regulador de carga

Batera

Inversor

Representacin de principio de un sistema de alimentacin fotovoltaico

Batera

Alimentacin econmica gracias a funcionamiento con red monofsica de 230 V

Alimentacin ininterrumpida (SAI)Los actuadores que deban funcionar o seguir funcionando en caso de corte de tensin de red pueden ser equipados con una SAI.Las bajas corrientes nominales y de arranque, as como la conexin monofsica, permiten soluciones de bajo coste.


100%

0%t

Reduccin de velocidad en posiciones fi nales con fuerza y suavidad al mismo tiempo,funcin estndar

Con fuerte par de arranque desde la posicin final inicial y con suavidad hasta la de destino, sin exceso de par, aun en caso de bloqueo.Esta maniobra es posible gracias al variador de frecuencia inte-grado, capaz de modular automticamente frecuencia y amplitud en las posiciones finales, con lo que el motor funciona a menor velocidad.Cada actuador SIPOS 5 Flash dispone de 7 velocidades ajustables, dentro de rangos de velocidad seleccionables.

Regulador de posicin regulador adaptativo discontinuo de 3 niveles, optimiza el proceso y descarga la vlvula

El regulador de posicin integrado en la electrnica del PROFITRON SIPOS 5 Flash es un regulador adaptativo discontinuo de 3 niveles, es decir, la banda muerta se adapta siempre a la calidad de las seales de valor de consigna y valor real.De esta forma se alcanza la mayor precisin de regulacin posible con la mnima de frecuencia de maniobras, el proceso se optimiza y la vlvula es sometida a un menor esfuerzo, gracias al menor nmero de ciclos de maniobra.

Caractersticas adicionales del regulador de posicin:- Arranque suave y freno electrnico.- Reduccin de la velocidad antes de alcanzar el punto de corte.- Evaluacin y consideracin de posible marcha por inercia.

El regulador de posicin mide y compara permanentemente el valor de consigna con el valor real.En caso de diferencia entre dichos valores ms all de la banda muerta controla el motor.

Desplazamiento suave desde la posicin final inicial hasta la posicin final de destino de la vlvula (ejemplo)

VelocidadReduccin de velocidad en posiciones finales

Rango de velocidad

Rango de posicin final

CERRADA ABIERTA

n7

n6

n5

n4

n3n2n1

40

28

20

14

1075

Valor de consigna/valor real

Marcha inercia

Banda muerta externa

Consigna

El abandono de la banda muerta exterior determina el momento de conexin del motor

El alcance de la banda muerta interior determina el momento de desconexin del motor

SIPOS 5 Flash: Sofi sticadas funciones que cuidan su vlvula

Regulador de posicin

Valor real

Banda muerta interna

Momento de conexin Momento de

desconexin

Rango de posicin finalCarrera

Regulacin split-rangeseal analgica partida, controla la interaccin de los actuadores

En aplicaciones con un gran rango de caudal, p.ej. sistemas de re-gulacin de caudal mediante tuberas de gran dimetro, el lmite de regulacin de cada actuador puede ser rpidamente alcanzado, ya que la precisin deseada no es posible cubriendo el rango completo de caudal. En dichos casos se debe optar por una solucin tipo split-range. sta resulta benefi ciosa al distribuir la seal de salida del regulador entre 2 (o ms) actuadores.Tambin se puede utilizar este modo de funcionamiento para norma-lizar el campo de regulacin real de una vlvula (p.ej. 20 80 %) a la seal entrada (p.ej. 4...20 mA).

Ejemplo:Aplicacin con bypassInstalacin en paralelo de una vlvula grande y una pequea en un sistema de tuberas.Si los niveles de caudal son pequeos se procede a la apertura de la vlvula pequea, para caudales superiores se mantienen abiertas ambas vlvulas. De esta forma se mejora considerable-mente la precisin de regulacin con caudales reducidos. Esta disposicin puede ayudar, por ejemplo, a evitar golpes de ariete y reducir el par necesario para la vlvula grande(> se pueden emplear actuadores de menor tamao).

Ajuste de la velocidad en funcin de la carreraUtilizacin de vlvulas ms sencillas, la linealizacin de la curva caracterstica de la vlvula lo permite

Los procesos difciles demandan la proporcionalidad de la carrera y del caudal. SIPOS 5 Flash PROFITRON permite esta proporcionalidad modifi cando la velocidad de la vlvula durante el posicionamiento de ABIERTA a CERRADA.Es posible especifi car diferentes velocidades en funcin de la carrera a travs de un mximo de 10 puntos de interpolacin en forma de curva caracterstica.Los puntos de interpolacin carrera/velocidad se confi guran local-mente mediante teclas, a travs de la pantalla de claro o el programa de parametrizacin para PC COM-SIPOS.Esta funcin se denomina curva caracterstica carrera-velocidad y se emplea principalmente para la linealizacin de curvas caractersticas de vlvulas.

Linealizacin de la curva caracterstica de la vlvula

Debido a la inercia del actuador y la vlvula, el curso gradual de los puntos de interpolacin carrera/velocidad dan como resultado una evolucin alisada de la curva caracterstica de velocidad, que puede optimizarse an ms modifi cacin el tiempo de rampa, asimismo variable.

Regulador de posicin adaptativo con funcin split-range

Carrera [%]

Actu

ador

vlvu

la by

pass

Actu

ador

vlvu

la pr

incipa

l

controlado en rango analgico de seal de posicionamiento 4 ... 12 mAcontrolado en rango analgico de seal de posicionamiento 12 ... 20 mA

Ejemplo:

Regulacin de caudal split-range

Curva caracterstica velocidad de consignaVelocidad

Punto de interpolacin 2

velocidades parametrizadaspara ABRIR y CERRAR

0% ABIERTA 100% ABIERTA

Carrerax1 x2 x3 x4 x5 x6 x7

n5

n4

n3,n6n2,n7

n1

40

28

201410

75

Rango de velocidad

Curva de velocidad realista

0 4 12 20 I [mA]


Regulador de procesorespuesta directa del sensor, control autnomo del actuador

En el campo de la automatizacin de vlvulas las soluciones autno-mas son cada vez ms frecuentes. Las tcnicas convencionales de regulacin son a menudo insufi cientes para ubicaciones remotas o de difcil acceso. La integracin de las funcionalidades necesarias en el actuador reduce las necesidades de cableado y armarios elctricos.

SIPOS ofrece este tipo de solucin.

Las ventajas son evidentes: - supresin de las necesidades de inversin e instalacin para un

regulador externo de proceso, armario elctrico y alimentacin elctrica incluidos

- el regulador integrado en el actuador SIPOS 5 Flash se encuentra dentro de la carcasa del actuador con grado de proteccin IP 67 o IP 68 (opcin)

- sencilla conexin a sala de control remota mediante cableado con-vencional o bus de campo

ImplementacinEl regulador de proceso integrado es un clsico regulador PI. Se puede ajustar la ganancia Vp y el tiempo de accin integral Tn. Una vez alcanzado el lmite de la salida del regulador se corrige la accin I de tal manera que el regulador pueda soltarse en todo momento del lmite (anti-reset-windup-structure). La duracin del ciclo es de 18 ms.La salida del regulador acta como valor de consigna para el regulador de posicin interno.

El ajuste de los parmetros del regulador de proceso depende fuerte-mente del entorno de aplicacin del regulador.Un nico regulador PI es sufi ciente para la gran mayora de aplicaciones.

El regulador de proceso puede ser controlado a travs de un valor de consigna externo o interno.

Se encuentran disponibles los siguientes tipos de control:Regulador de proceso convencional:El valor de consigna llega a travs de la 1. entrada analgica (0/4...20 mA).Regulador de proceso BUS:El valor de consigna llega a travs del bus de campo.Consigna fi ja del regulador de proceso:El valor de consigna se parametriza internamente como consigna fi ja (0...100 %).

Ejemplo: Regulacin de nivel en un estanque de agua de refrigeracin de una central elctrica Vlvula reguladora

de nivel

Estanque de agua de refrigeracin

Medicin de nivel por ultrasonidos

a la torre de refrigeracin

Consigna analgica1. entrada analgica

Bus de campo

Consigna fija

Cons

igna

de

proc

eso

P*

Regulador de proceso

Consigna de posicin

Regulador de posicin adaptativo Comando de

desplazamiento

Actuador de velocidad variable

Vlvula

Valo

r de

posi

cin

real

Valor real de proceso P

2. entrada analgica

al regulador de posicin

Vp, Tn

x2x3x4x5

x117115

22

010 16 28

100

t1=1

0

t2=6

t3=1

2

t5=1

6

9074

t4=4

6

Tiempos de posicionamiento aju-stables en funcin de la carrerahasta 10 tiempos de posicionamiento diferentes, mayor flexibili-dad del tiempo de posicionamiento de actuadores

Todo lazo de regulacin que deba regular caudales msicos (lquidos, gases o granulados) slo es tan efi caz como las vlvulas utilizadas en el mismo. Los actuadores SIPOS 5 Flash disponen de variadores de frecuencia integrados.

Para poder satisfacer las exigencias tcnicas de la instalacin, los ac-tuadores SIPOS 5 Flash ofrecen a travs de la funcin carrera-tiempo de posicionamiento de una nueva herramienta de optimizacin:

El establecimiento de un par de valores formado por la posicin de car-rera [%] y el tiempo de posicionamiento [s] (hasta 10 pares de valores en la carrera completa de la vlvula) permite confi gurar el tiempo de posicionamiento deseado para cada seccin.

El tiempo de posicionamiento tn indicado describe el intervalo de tiem-po desde la ltima posicin de carrera xn-1 hasta la posicin de carrera objetivo xn (ambas expresadas en valor porcentual de la carrera total)

mbito de aplicacinEsta funcin resulta especialmente interesante para la preven-cin de golpes de ariete.

Para el usuario resultan las siguientes ventajas: - alcance de la posicin objetivo en un tiempo establecido - entrada de valores utilizando magnitudes habituales, sin nece-

sidad de conversin - permite alcanzar velocidades de posicionamiento extrema-

damente lentas

Registro de la evolucin del par de la vlvulaVisualizacin clara del estado de cada vlvula

El desgaste, la sedimentacin o la corrosin provocan difi cultades de acceso o el bloqueo completo de la vlvula.El concepto ptimo de mantenimiento apuesta por un mantenimien-to orientado a las necesidades en lugar de la prevencin.SIPOS 5 Flash PROFITRON ofrece para ello dos posibilidades.Por un lado, es posible defi nir intervalos de mantenimiento espec-fi cos para la vlvula en funcin de la carga, es decir, lmites de mantenimiento por horas de servicio, desconexiones y maniobras en funcin del par, los cuales generan una seal de mantenimiento una vez rebasado el lmite establecido.

Por otro lado, el estado de la vlvula puede ser analizado en todo momento mediante el registro del par de la vlvula requerido. Se pueden memorizar hasta 3 curvas de par usando intervalos de muestreo iguales a incrementos de un 1 % de la carrera. El progra-ma COM-SIPOS permite leer y visualizar los datos a travs de la interfaz de serie o la interfaz PROFIBUS.Las modifi caciones se detectan inmediatamente al realizar una comparacin con los datos de referencia.

Curva de par de una vlvulaEl registro de la curva de par puede arrancarse desde el puesto de mando local del actuador, COM-SIPOS o PROFIBUS DP-V1 en modo de servicio acclico.

para tiempos de posicionamiento configurables

Carrera [%]

ABIERTA

CERRADATiempo

posic.[s]

Curva n 1

[% APERTURA]

CERRADA Carrera ABIERTA Carrera CERRADA

[% APERTURA]

M [Nm] M [Nm]


Control analgico del parModificacin del par durante el servicio, reduccin del ciclo de maniobras

La demanda creciente de procesos ms exactos con propiedades de regulacin mejoradas exige que el actuador reaccione cada vez con mayor precisin a modifi caciones cada vez menores. Las pequeas desviaciones en los valores de consigna y reales slo se pueden corregir a velocidades inferiores, mientras que la rpida reaccin a grandes errores de regulacin exige a su vez altas velocidades.

La funcin especifi cacin analgica de velocidad permite despla-zar la unidad SIPOS 5 Flash PROFITRON a diferentes velocidades, sin tener que realizar cambios en los parmetros durante el servicio. La especifi cacin se realiza con una seal 0/4...20 mA aplicada en la segunda entrada analgica del actuador.

De esta forma, adems de una mejor regulabilidad, resultan venta-jas adicionales, como p.ej: operando con menor corriente, es decir, a baja velocidad, es posible evitar efi cazmente golpes de ariete en las tuberas al cerrar una vlvula.

El riesgo de cavitacin en caso de incremento de la velocidad de circulacin debido a la presin puede ser minimizado aumentando la corriente, es decir, velocidad mxima. Esto signifi ca proteccin frente a cargas extremas y contra el desgaste de tuberas y vlvula.

Rang

o de

vel

ocid

ad

Conversin de la seal analgica de corriente en velocidad (aqu 4...20 mA):

Corriente de conmutacin (histresis 2 %):

Valores de corriente ptimos

Ejemplo de control de velocidad

Seal de corriente [mA]

Velocidad [1/min]

CERRADA ABIERTA

1/min

Rango de posicin finalRango de posicin final Carrera

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Actuadores elctricos y sistemas de control de actuadores

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