508 Ventil 22 /2016/ 6 ■ 1 Uvod Energijska učinkovitost v proizvo- dnji je ključnega pomena za pri- hodnost, vendar je njena tehnična uresničitev pogosto zahtevna. V proizvodnih podjetjih je danes še vedno veliko procesov, ki so slabo regulirani in v katerih se še skriva- jo možnosti za precejšne prihranke energije. V podjetjih se za optimiziranje stroškov pogosto iščejo prihran- ki pri nabavi materiala, skrajšanju proizvodnih časov in nabavi pro- izvodnih sredstev. Medtem ko se nekateri še vedno osredotočajo na standardne pristope k optimizira- nju, pa to ne pomeni, da so pro- izvodna sredstva vedno najbolje izkoriščena. To še posebno velja za proizvodnje, kjer je veliko procesov ogrevanja in hlajenja. Ti procesi po- gosto niso ustrezno nadzorovani in regulirani in vprašanje je, ali so do- volj učinkoviti. Integrirani krmilnik Samson Tip 3222/5724-8 je ena izmed rešitev za optimizacijo stroškov ogreva- nja oziroma hlajenja (slika 1). To je eden zadnjih projektov proizvajalca merilne in regulacijske opreme, ki je bil izveden za regulacijo diferenčne temperature hladilnih valjev v pro- izvodnem procesu. Na osnovi po- danih zahtev je nastal nov hibridni proizvod, ki je kombinacija ventila, električnega pogona z integriranim krmilnikom in z vključeno vso sen- zoriko. ■ 2 Integrirani krmilnik Samson Tip 3222/5724-8 Konstrukcija regulacijske enote Samson Tip 3222/5724-8 je kom- paktna in je že opremljena s po- vezovalnim kablom ter ustreznimi temperaturnimi senzorji. S tem odpade običajna potreba po vgra- dnji elektrostikalne omarice s kr- milnikom in ožičenjem, saj so vse komponente, vključno s priključ- nimi kabli, že nameščene na samo enoto. Ta enota je sestavljena iz ventila in elektromotornega po- gona z integriranim krmilnikom, je vsestransko uporabna in jo je mo- goče povezati z različnimi ventili za strojegradnjo in industrijsko avto- matizacijo. Možno je tudi enostav- no izbiranje vnaprej pripravljenih shem za aplikacije hlajenja oziroma ogrevanja. Integriran modul Bluetooth omo- goča preprosto nastavitev in poslu- ževanje same naprave po brezžični povezavi in programski opremi Tro- vis-View. S programom Trovis-View je možno upravljati vse nastavitve naprave glede vrste regulacije, sistemske dokumentacije, zaznavanja in bele- ženja zgodovine zbranih podatkov ter pretvorbe podatkov v obliko .XLS. Edina zahteva je, da ima PC vsaj 2.1 različico Bluetootha. Za prenos podatkov med PC-jem in regulacijsko enoto niso potrebna dodatna orodja. Nadzorna plošča ima nameščene samo najpomembnejše funkcije, ki jih linijski operater potrebuje za normalno obratovanje. S tem je nje- govo delo dodatno olajšano. Poleg prikaza dejanske vrednosti in vno- Regulacija diferenène temperature v industriji omogoèa velik prihranek Rainer SCHWAN, Gert NAHLER, Rudolf LÄSSLER Dipl.-Ing. Rainer Schwan, Dipl.- Ing. Gert Nahler, Dipl.-Ing. Ru- dolf Lässler, vsi SAMSON AG, www.samson.de Prevod z dovoljenjem avtorjev: GIA-S. d. o. o., Grosuplje IZ PRAKSE ZA PRAKSO Slika 1. Integrirani krmilnik Samson Tip 3222/5724-8 509Ventil 22 /2016/ 6 IZ PRAKSE ZA PRAKSO sa želene vrednosti omogoča tudi nadzor delovanja. Posebne funkcije omogočajo začetno inicializacijo in ročno posluževanje ventila. Ob iz- padu električne energije je možno z ročnim kolesom mehansko nasta- vljati delovni hod ventila. ■ 3 Primeri uporabe Učinkovita metoda za reguliranje temperature v aplikacijah ogreva- nja/hlajenja je vgradnja regulacij- skih ventilov s pogonom v obstoje- če cevovode ogrevalnega oziroma hladilnega medija. Na električnem pogonu, ki ima že integriran dvo- kanalni krmilnik, je nameščen tudi kontrolni panel s prikazovalnikom, s pomočjo katerega lahko vplivamo na delujoč proces na samem mestu vgradnje. V nadaljevanju so prikazani trije pri- meri regulacije vzdrževanja ustre- zne temperature v industrijskih na- pravah. ■ 3.1 Regulacija ogrevanja z določitvijo povprečne vrednosti in izklopom pri želeni vrednosti V osnovi deluje naprava samo z enim senzorjem (T1 z rdečo ozna- ko) kot regulator ogrevanja s točno določeno vrednostjo ter vklopom/ izklopom delovanja s tipkama I in O (slika 2). Poleg tega se vklop in izklop naprave/procesa lahko alternativno krmilita od zunaj, po binarnem vho- du (npr. s sistemom SCADA). Želena vrednost se lahko regulira/korigira na samem mestu vgradnje v dolo- čenem prednastavljenem območju s pomočjo gumbov s puščico gor in dol na krmilniku. Če se želi pre- klopiti na način hlajenja namesto ogrevanja, je to mogoče enostavno storiti s spremembo številke izbrane sheme aplikacije na krmilniku. Aplikacijo krmiljenja na fiksno žele- no vrednost lahko dopolnimo z do- datnim senzorjem (T2, modre bar- ve). Krmilnik nato na podlagi obeh senzorjev (T1 in T2) izračuna pov- prečno vrednost. V praksi se lahko takšen primer regulacije uporablja za tekočine v reakcijski posodi z različnimi temperaturnimi sloji. Dve različno dolgi potopni tulki s tipali sta uporabljeni za lokalizacijo dveh meritvenih točk. Krmilnik omogo- ča tudi različne korekcije povpreč- ne vrednosti, npr. z upoštevanjem večkratnikov posamezne meritve, in s tem enakomerne korekcije pov- prečne vrednosti. ■ 3.2 Regulacija hlajenja z omejevalnikom temperature povratka Primer kaže reguliranje diferenčne temperature med vhodno tempe- raturo (T1) in temperaturo povratka (T2) pri dveh hladilnih valjih. Želena temperaturna diferenca se v krmil- nik vnese kot želena vrednost regu- lacije. Karakteristika regulacije služi kot mehanski obtok (bypass), ki le- -tega nadomesti. Pri povečani zah- tevi po hlajenju se v skladu z nasta- vitvijo v vgrajenem krmilniku odpre regulacijski ventil. Poleg diferenčne temperature prvega regulacijskega kanala se hkrati regulira temperatura povra- tnega voda z nastavljeno omejitvi- jo na minimalno vrednost preko drugega regulacijskega kanala. Tako imamo s pomočjo elektro- motornega regulacijskega ventila z integriranim krmilnikom zelo kom- paktno rešitev za krmiljenje dveh regulacijskih funkcij. Slika 2. Naprava z regulacijo ogrevanja fiksno nastavljene vrednosti Slika 3. Regulacija diferenčne temperature z omejevalnikom temperature povratka 510 Ventil 22 /2016/ 6 ■ 3.3 Kaskadna regulacija ogrevanja z omejitvijo želene vrednosti Za kaskadno regulacijo sta na voljo dva kanala, kar pomeni, da eden slu- ži kot glavni, drugi pa kot pomožni regulator (slika 4). Prvi senzor (T1) se uporablja za zajem primarne ve- ličine glavnega regulacijskega kro- ga. Drugi senzor (T2) pa se po drugi strani uporablja za zajem pomožne regulacijske veličine v sledečem re- gulacijskem krogu. Praktičen primer je aplikacija pasterizacije živil. Pri tem je potrebno paziti, da je nasta- vljena regulirna vrednost sledečega regulacijskega kroga omejena, da se izdelki v nobenem primeru ne morejo pregrevati. Funkcija omeje- vanja je integrirana v krmilniku. Za primer na sliki 5 je mogoče regu- lacijo temperature enostavno izbrati iz že vnaprej nastavljenih sistem- skih shem. S prenosom izbora na elektromotorni pogon z vgrajenim procesnim krmilnikom so vnaprej določene nastavitve izbrane in na- stavljene, enota pa je že pripravljena za obratovanje. Po potrebi je mogo- če tudi individualno prilagajanje. ■ 4 Ekonomski učinek V idealnem primeru bi se morali stroški nakupa običajno povrniti v enem do dveh let. V primerjavi re- guliranega in nenadzorovanega hla- jenja je ocenjeni prihranek znašal 50 odstotkov energije. Slika 3 kaže pri- mer regulacije hladilnih valjev, ki je bil prvotno izveden brez regulacije – zaprto ali odprto stanje. Z vključitvijo regulacije pa so končni testi pokazali, da je možno z reguliranjem prihraniti med 30 do 80 odstotki energije. Z uporabo komponent podjetja Samson je možno v povprečju pri- hraniti tudi do 60 odstotkov energi- je. Tako se sama investicija projekta lahko povrne tudi v enem letu. S tem so izpolnjene tudi želje in cilji končnih uporabnikov. Nadaljnje informacije: Gia-S Industrijska oprema d. o. o., Industrijska cesta 5, 1290 Grosu- plje, Slovenija, tel.: 01 7865 300, faks: 01 7863 568, info@gia.si, www.giaflex.com, www.samson- -slo.com IZ PRAKSE ZA PRAKSO Slika 4. Kaskadna regulacija za pasterizacijo živil Slika 5. Kaskadna regulacija za regulacijo temperature tekočine v reakcijski posodi 25.-27.01.2017 Celje, Slovenija International Trade Fair for Industrial and professional electronic Mednarodni strokovni sejem za industrijsko in profesionalno elektroniko www.icm.si, e-mail: intronika@icm.si