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Pipeline-Regelung mit hydraulischem Stellantrieb

Reglereinheit mit Siemens SPS S7 313C oder 314C

Die Reglereinheit besteht aus einer Siemens-SPS mit Regler-Funktionsbausteinen zum Aufbau der Software-Reglung. Die von KTC Systemtechnik entwickelte Software-Regelung ist mehrkanalig aufgebaut, die Regelung aller Kanäle erfolgt quasi gleichzeitig. Für den Stellantrieb existiert eine vermaschte Reglerstruktur, welche aus den vorgegebenen Sollwerten unter Einhaltung der bestimmten Grenzwerte einen Stellwert für den Stellantrieb errechnet. Die Regelung ist ständig in Betrieb um Regelungsabweichungen und Grenzwerte zu überwachen, unabhängig davon, ob der Stellantrieb verändert wird. Die Regelung ist prinzipiell in der Lage, den vorgegebenen Sollwert vollkommen auszuregeln, sofern die Grenzwert-Restriktionen dies zulassen. Die Regelungszeit ist den Gegebenheiten der Regelungsstrecke abhängig und kann im Voraus nicht bestimmt werden.

Grenzwert-Regelung dient der Sicherheit

Druckregelung einer Pipeline mit Siemens SPS und KTC Stellantrieb Führungsgröße (rot), Prozesswert (grün) und Stellwert des Stellantriebs (blau)

Zur Einhaltung der Durchfluß-, Vor- und Nachdruckgrenzwerte werden Grenzwertregler eingesetzt. Bei Annäherung der Istwerte an die vorgegebenen Grenzen übernehmen die Grenzwertregler in Form einer Override-Regelung die Berechnung des Stellwerts für den Folgeregler und damit für den Stellantrieb.

Kaskaden-Regelung des hydraulischen Stellantriebs

Um die Reglergenauigkeit zu erhöhen ist die Reglerstruktur als Kaskadenregelung ausgelegt. Die Reglerkaskade besteht aus einem Führungsregler, der den Vordruck bzw. den Durchfluß regelt. Der Stellwert des Führungsreglers wird SPS-seitig rampengesteuert mit dem Sollwert des Folgereglers gekoppelt. Der Folgeregler regelt die Stellung des Stellantriebs. Dafür dient der Istwert, der über ein Wegmesssystem erfasst wird, als Rückmeldesignal.

Regelarmatur für den Pipeline-Regelung

Die Regelarmatur mit Lochkegel vom Typ 186-7, DN250 PN100 in Durchgangsform wurde an die prozeßgegebenen Vorgaben angepaßt. Die Armatur wird über einen elektrohydraulischen Stellantrieb von KTC Systemtechnik betätigt.

Elektrohydraulischer Stellantrieb von KTC Systemtechnik für die Armaturen-Automation

Der hydraulische Stellantrieb ist ein elektrohydraulischer Kompaktantrieb der auf der Armatur montiert ist. Der Stellantrieb besteht aus einem Hydraulikaggregat mit Blasenspeicher für die Regelung. Die Positionsregelung erfolgt über ein ATOS-Regelventil, welches über die SPS-Regelung angesteuert wird. Eine geforderte Sicherheitsstellung des hydraulischen Armaturen-Stellantriebs, zum Beispiel bei Stromausfall oder über ein Signal von der SPS-Reglereinheit, wird über ein gesondertes 24 VDC Wegesitzventil und der im Hydraulik-Zylinder befindlichen Druckfeder realisiert. Die Schließgeschwindigkeit kann mit über ein Drosselventil am Stellantrieb eingestellt werden.