Ventilinsel-Grundlagen: Definition, Aufbau und Vorteile
Bürkert ist bereits seit 1992 zuverlässiger Experte im Bereich Ventilinseln. Doch was ist eine Ventilinsel? Und welche Vorteile bietet sie im Vergleich zur Einzelventilarchitektur? Erfahren Sie in diesem Artikel alles Wissenswerte zum Thema.
Was ist eine Ventilinsel
Als Ventilinsel wird in der Pneumatik ein Verbund mehrerer Einzelventile bezeichnet, die durch eine zentrale Energie- und Luftversorgung zusammengefasst sind und mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) verbunden werden.
Ventilinsel: Aufbau & Funktion
Ventilinseln dienen der Ansteuerung einer bestimmten Anzahl an Ventilen und derer Signalverarbeitung. So können beispielsweise pneumatisch betätigte Aktoren (z.B. Prozessventile) mittels Luftdruck geschaltet werden, welche wiederum Fluide steuern und regeln. Hierbei wird, wie beim Einzelventil auch, ein elektrisches Signal in ein pneumatisches umgewandelt.
Ventilinseln setzen sich in der Regel aus einem Kommunikationsmodul, einem Pneumatikmodul und verschiedenen Anschlüssen zusammen.
Rückmeldeeingänge sind digitale Eingänge. Sie verbinden Aktoren mit der Ventilinsel.
Erklärung der Ventilinsel-Elemente anhand von Ventilinsel AirLINE Typ 8652
Module & Anschlüsse
Einsatzgebiete
Ventilinseln finden sowohl in der Prozess- als auch in der Fabrikautomation Anwendung. So sind sie im Bereich der Prozessautomation aus der Pharma- und Kosmetikbranche oder auch der Nahrungs- & Genussmittelindustrie nicht mehr wegzudenken.
Im Rahmen von Industrie 4.0 werden Ventilinseln immer häufiger als elektropneumatisches Automatisierungssystem in Kombination mit diversen Diagnosefunktionen genutzt. Sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn hohe Anforderungen an die Automatisierung und/oder Betriebssicherheit der Gesamtanlage gestellt werden. Dabei kommen die Vorteile dieser „Einheiten“ sowohl bei kompakten Maschinen als auch bei großen Anlagen mit unterschiedlichsten Armaturen zum Tragen.
Üblicherweise werden Ventilinseln platzsparend im Rahmen von zentralen oder verteilten Automatisierungskonzepten in Schaltschränken montiert. So können beispielsweise Prozessventile und diverse andere Aktoren von einer zentralen Stelle aus angesteuert werden.
Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen
Der Einsatz elektrotechnischer Geräte ist im explosionsgefährdeten Bereich nur eingeschränkt möglich. Beim Schalten der Geräte können Funken entstehen, die zur Zündung von explosiven Luft-Gasgemischen führen können.
Ventilinseln stellen daher eine sinnvolle Lösung dar, um Prozessarmaturen in diesen Bereichen dezentral per Luft anzusteuern. Sie können mit entsprechender Zulassung in ATEX Zone 2 montiert werden. Unsere Ventilinsel Typ 8650 ist sogar für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 nach ATEX zugelassen.
Ventilinseleinsatz im Wasserwerk
In Wasserwerken wird in der Regel jeder Wasseraufbereitungsschritt unabhängig voneinander mittels jeweils eigenen Komponenten und Schaltschränken automatisiert, um eine permanente Verfügbarkeit und Qualitätskontrolle des Trinkwassers gewährleisten zu können.
Ventilinseln für Produktionsanlagen mit Reinigungsprozessen
Bei Produktionsanlagen, die einen „Clean in Place“-Reinigungsprozess enthalten, gibt es häufig Prozessventilcluster. Für diese Applikationen eignet sich der Einsatz von Ventilinseln besonders, da die Ansteuerung mehrere Prozessventile dadurch besonders effizient gestaltet werden kann.
Maschinen und Anlagen, die auch äußerlich gereinigt werden, erfordern ausreichenden Schutz der elektronischen Komponenten vor aggressiven Medien. In der Regel werden daher die Ventilinseln in Schaltschränken installiert. Zudem sinkt durch die Zentralisierung der Installationsaufwand.
Funktionsintegration auf der Ventilinsel
Mit Hilfe von Bussystemen lassen sich verschiedene elektrische, pneumatische und mechanische Funktionen in einer Ventilinsel integrieren. Diese sogenannte Funktionsintegration macht die Ventilinsel zu einem elektropneumatischen Automatisierungssystem. Dadurch können beispielsweise Ventilschaltungen mit Diagnosefunktionen und Drucksensoren in einem Gerät kombiniert und mit der übergeordneten Steuerung verbunden werden. Je nach Zielanwendung, können so passende Funktionen spezifisch ausgewählt und zusammengefügt werden, was zur Reduzierung von Kosten führt.
Unsere Ventilinseln können darüber hinaus auch direkt mit dezentralen Peripheriesystemen verbunden werden. So lassen sich tiefere Integrationen in die übergeordnete Steuerungs- und Leitsystemebene realisieren.
Mit dem Bürkert Typ 8647 ist die pneumatische Ventilinsel direkt in die dezentralen Peripheriesysteme SIMATIC ET 200SP & ET 200SP HA von Siemens integriert. Dadurch kann sowohl die Inbetriebnahme erleichtert als auch die Überwachung der Anlage verbessert werden. Die gesamte Prozesskette kann somit von der Funktionsintegration profitieren.
Vorteile
Im Vergleich zur Automatisierung mittels Einzelventilen bieten Ventilinseln einige Vorteile. Nicht nur Installationsaufwände, sondern auch Kosten können durch ihren Einsatz reduziert werden. So ist beispielsweise nur eine zentrale, pneumatische Druckluftversorgung notwendig, um eine große Anzahl an Ventilfunktionen zu steuern.
Da Ventilinseln die Kommunikation und Automatisierung vieler Ventile in einem Gerät zusammenfassen, ist auch die softwaretechnische Installation und Programmierung einfacher. Ventile müssen beispielsweise nicht einzeln parametriert, sondern können im Verbund konfiguriert werden.
Zur Optimierung des Anlagebetriebes tragen außerdem die umfangreichen Diagnosefunktionen wie bspw. Drahtbruch-, Kurzschlussüberwachung oder Zählung der Schaltspiele bei. Dadurch können Ventile zum optimalen Zeitpunkt gewartet werden und im Fehlerfall ist eine schnelle Identifizierung und Fehlerbeseitigung möglich.
Bürkert – Ihr Experte für Ventilinseln
Seit 1992 sind wir zuverlässiger Experte für Ventilinseln und konnten bereits zahlreiche Geräte mit branchenspezifischen Funktionen im Bereich der Prozessautomatisierung etablieren.
Darüber hinaus sind durch die langjährige Zusammenarbeit mit Siemens einige applikationsspezifische Ventilinseln entstanden.
Die neuste Ventilinselgeneration ist mit diversen hilfreichen Zusatzfunktionen ausgestattet. So können zahlreiche Diagnosefunktionen überwacht und sowohl auf dem LC-Display als auch in der SPS angezeigt werden.
Erfahren Sie mehr über unsere gängigsten Ventilinseln in unserer Produktübersicht.
Bürkert Ventilinseln in der Praxis
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