Безопасное позиционирование задвижек с SINAMICS - Европрибор
Содержание статьи:
Эта функция отключает подачу крутящего момента на двигатель. При активации STO путь передачи энергии прерывается таким образом, что двигатель не может развивать крутящий момент, даже при наличии остаточного питания. В случае аварии или необходимости экстренной остановки шибера или задвижки STO гарантирует, что не будет самопроизвольного движения.
Параметры приведены по данным каталога, могут зависеть от модификаций и опциональных комплектующих
- Риски небезопасного позиционирования арматуры в химической промышленности
- Технологии Safety Integrated в приводах Siemens SINAMICS
- Safe Torque Off (STO)
- Safe Limited Speed (SLS) — безопасное ограничение скорости
- Safe Brake Control (SBC) — безопасное управление тормозом
- Safe Position (SP) — безопасное позиционирование (опционально, для самых продвинутых систем)
- Практическая реализация системы: аппаратная конфигурация
- Программирование и конфигурация в TIA Portal
- Преимущества интеграционного подхода Siemens
В химической промышленности надежность и безопасность эксплуатации оборудования напрямую зависят от точности, управления и контроля позиционирования задвижек и шиберов. В статье рассматривается, как обеспечить безопасное позиционирование при помощи технологии siemens sinamics, с акцентом на функцию safety integrated и интеграцию с автоматизацией на базе s7-1500f. Примеры, практические рекомендации, аппаратная конфигурация и программирование в TIA Portal помогут специалисту спроектировать систему, отвечающую строгим стандартам безопасности, включая требования к взрывозащищенному оборудованию.
Риски небезопасного позиционирования арматуры в химической промышленности
- Утечки и аварии: неправильное закрытие или открытие задвижки может привести к утечкам агрессивных сред, пожару, коррозии оборудования, загрязнению окружающей среды.
- Повреждение трубопроводов и арматуры: избыточные ударные нагрузки или быстрые перемещения шиберов создают динамические нагрузки, вызывают вибрации и ускоренный износ.
- Нарушение технологического процесса: неправильное положение шибера может нарушать реакционные условия, смешивание, температурный, кислотный, щелочной баланс, что влияет на качество продукта.
- Опасность для персонала и оборудования: при отказе управления возможно неожиданное движение, что грозит травмами или выходом оборудования из строя.
- Несоответствие нормативам: стандарты безопасности и взрывозащиты (например, atex) требуют, чтобы элементы управления и позиционирования соответствовали заданным категориям, уровням безопасности.
Технологии Safety Integrated в приводах Siemens SINAMICS
В приводах siemens sinamics реализованы специальные модули и функции безопасности, объединенные под маркой Safety Integrated. Это позволяет выполнять безопасное позиционирование задвижек и шиберов, поддерживать безопасный останов привода, реагировать на превышение скорости или отказ тормозов.Safe Torque Off (STO)
Эта функция отключает подачу крутящего момента на двигатель. При активации STO путь передачи энергии прерывается таким образом, что двигатель не может развивать крутящий момент, даже при наличии остаточного питания. В случае аварии или необходимости экстренной остановки шибера или задвижки STO гарантирует, что не будет самопроизвольного движения.
Преимущества STO:
- минимизация рисков смещения положения в нештатном режиме;
- простота интеграции с контроллерами безопасности и защита от аварий.
Safe Limited Speed (SLS) — безопасное ограничение скорости
Функция SLS позволяет задать максимальную скорость вращения или перемещения, выше которой привод будет автоматически снижать скорость или останавливаться безопасным образом. Например, в секции подачи агрессивного газа или при открытии шибера вблизи зоны с повышенным давлением SLS обеспечивает, что заслонка не будет открываться слишком быстро, предотвращая гидравлические ударные эффекты, вибрации, возможный выброс контента.
Safe Brake Control (SBC) — безопасное управление тормозом
Когда механическая часть включает тормоз (механического типа), SBC позволяет контролировать состояние тормоза: открыт/закрыт, зафиксирован ли он, обеспечивается ли тормозной момент. Комбинация SBC с STO и SLS позволяет не только прервать подачу момента, но и удерживать положение при отключенном питании или отказах, если стоит задача безопасного фиксатора положения.
Safe Position (SP) — безопасное позиционирование (опционально, для самых продвинутых систем)
Функция Safe Position позволяет задать конкретное положение, в котором задвижка или шибер должны быть удержаны или автоматически переведены в случае аварии. Например, закрытое положение или промежуточное положение. SP требует наличия датчика положения (энкодера) и более сложной логики в контроллере безопасности, часто реализуется в интеграции с s7-1500f.
Практическая реализация системы: аппаратная конфигурация
При построении системы безопасного позиционирования задвижек и шиберов важны следующие компоненты:- Преобразователь частоты SIEMENS SINAMICS с поддержкой функций Safety Integrated.
- Привод с энкодером или датчиком положения для реализации SP или точного контроля SLS.
- Контроллер безопасности, например SIMATIC S7-1500F, обеспечивающий логику STO, SLS, SBC, Safe Position.
- Коммуникационные интерфейсы (PROFINET, PROFIBUS, DRIVE-CLiQ), обеспечивающие обмен данными безопасности и диагностики.В случае взрывозащищенного оборудования: преобразователи и моторы должны быть соответствующей категории, соответствовать требованиям atex, иметь подходящий класс защиты (например Ex d, Ex e или Ex i) и сертификацию.
Преимущество единой экосистемы Siemens состоит в том, что все компоненты — преобразователи, энкодеры, контроллеры безопасности, интерфейсы — спроектированы для совместной работы без необходимости доработок, что уменьшает время внедрения и сложность поддержки.
Программирование и конфигурация в TIA Portal
В TIA Portal выстроен процесс конфигурации безопасного позиционирования в несколько этапов:- создание проекта, подключение контроллера s7-1500f как контроллера безопасности;
- подключение привода SINAMICS как устройство безопасности, настройка режимов STO, SLS, SBC и, при наличии энкодера, Safe Position;
- конфигурация сети обмена: PROFINET Safety или средства Safety over PROFIBUS / финальных цепей безопасности;
- настройка диагностики и обратной связи: контроль состояния тормоза, скорости, положения;
- симуляция и тестирование логики безопасности в проекте, проверка на форс-мажоры: отказ питания, обрыв сигнала, превышение температуры, сбой датчика.
Таблица с характеристиками приборов с сайта eupribor.ru
| Модель | Серия | Номинальная мощность | Частота сети | Частота выхода | Особенности |
| SINAMICS G120 | G120 | от ~0,37 кВт до крупных значений (в зависимости от силового модуля) | 380-480 В, 47-63 Гц | до 550 Гц, с возможностью рекуперации или использования тормозных резисторов | Множество форматов, совместимость с сетевыми и выходными фильтрами, опции охлаждения, управление U/f или векторное управление |
| SINAMICS V20 (6SL3210) | V20 FSA | 1,1 кВт | 380-480 В, однофазный, 47-63 Гц. | 0-550 Гц, импульсная частота 8 кГц | интерфейсы USS и Modbus RTU, компактность, простота монтажа, цифровые и аналоговые входы/выходы |
| SINAMICS S120 | S120 | до 6460 кВт | 200-240 В, однофазный, 47-63 Гц | 3 фазы, ~380-480 В AC ±10 %; частота сети 47-63 Гц | Управление по скорости / напряжению, цифровые и аналоговые входы/выходы, интерфейсы DRIVE-CLiQ, PROFIBUS, RS232; характеристики выхода зависят от подключенного силового модуля |
Преимущества интеграционного подхода Siemens
- Сокращение сроков внедрения: благодаря тому, что контроллеры безопасности, преобразователи, датчики, интерфейсы поставляются из одной линейки, меньше времени уходит на подбор, согласование и испытания.
- Высокая согласованность и надежность: все компоненты протестированы на совместимость, между ними уже проложены цифровые интерфейсы, что снижает вероятность ошибок на стыках.
- Упрощённая поддержка и обслуживание: наличие единого ПО (TIA Portal), единых средств диагностики, централизованных обновлений, стандартизированных блоков безопасности.
- Соответствие нормативам безопасности и взрывозащиты: использование автоматизация задвижек с SIEMENS SINAMICS позволяет комбинировать требования ATEX, IECEx и др.; при правильной конфигурации и подборе аппаратуры — встроенные решения с ATEX-сертификацией, разделение опасных зон.
- Экономия при эксплуатации: функции safe limited speed, safe torque off и другие позволяют снизить износ, уменьшить аварийные события, сократить простои и риск утечек, что в совокупности снижает затраты.
Безопасное позиционирование задвижек и шиберов на химическом производстве — ключевой элемент технологической безопасности и устойчивости процессов. Реализация на базе SIEMENS SINAMICS дает комплексное решение, минимизирующее риски. Применение STO, SLS, SBC и при необходимости SP, в совокупности с правильно сконфигурированной аппаратурой и программным обеспечением, обеспечивает надежность, соответствие стандартам, защиту персонала и оборудования, а также сохранение технологической целостности производственного процесса. Чтобы купить оборудование именно под ваши задачи обратитесь на eupribor.ru за консультацией и подбором. Оставьте заявку на сайте.
Другие материалы
Напишите нам
Выбирая “Европрибор”, вы получаете надежного партнера, который обеспечит вам бесперебойную работу вашего производства!
Свяжитесь с нами прямо сейчас и получите подробную информацию о товаре.
Свяжитесь с нами прямо сейчас и получите подробную информацию о товаре.
понедельник-пятница: 
г. Чебоксары,