HYDAC KineSys Drehzahlvariabler Antrieb DVA-Kit

D 10.146.2.1/01.15
HYDAC KineSys
Drehzahlvariabler Antrieb
DVA-Kit
Anmerkung
Die Angaben in diesem Prospekt beziehen sich auf die beschriebenen
Betriebsbedingungen und Einsatzfälle.
Bei abweichenden Einsatzfällen und/oder Betriebsbedingungen wenden Sie sich
bitte an die entsprechende Fachabteilung.
Technische Änderungen sind vorbehalten.
HYDAC wurde im Jahr 1963 in Sulzbach / Neuweiler gegründet, welches auch heute noch Hauptsitz
der Unternehmensgruppe ist. Mit weltweit über 7.500 Mitarbeitern ist Hydac eines der führenden
Unternehmen der Fluidtechnik, Hydraulik und Elektronik.
Mit der Breite und Tiefe des Programms und mit der anerkannten Kompetenz in Entwicklung,
Fertigung, Vertrieb und Service werden moderne und zuverlässige Antriebssysteme ausgelegt und
gefertigt.
Mit über 45 eigenen Auslandsgesellschaften und mehr als 500 Vertriebs- und Servicepartnern ist
HYDAC weltweit in Rufnähe des Kunden und ein zuverlässiger Partner vor Ort.
HYDAC KineSys steht für kinematische Systeme und zeichnen sich durch die perfekte Symbiose aus
Hydraulik und Elektromechanik aus.
Die Forderung nach hoher Produktivität unter gleichzeitiger Beachtung der Ressourceneffizienz wird
bei modernen Maschinen und Anlagen immer häufiger zur Kundenvorgabe. Vor dem Hintergrund
stetig steigender Energie- und Rohstoffkosten, ist die effiziente Gestaltung des Antriebssystems ein
wichtiger Baustein, der Life Cycle Costs Gesamtbetrachtung. Daher bedeutet moderne
Antriebstechnologie einen Wettbewerbsvorteil.
Durch die bei vielen internationalen Projekten gewonnenen Erfahrungen können unsere Branchen und
Produktspezialisten Ihre Anwendung analysieren. Gemeinsam erarbeiten wir schnell und zielsicher
wirtschaftliche Lösungen.
Je nach Applikation werden verschiedene Strategien, von der einfachen Steuerung bis zu der
hochdynamischen Regelung, für die Antriebsaufgabe gewählt. Hierbei können wir auf eine Vielzahl
von Prüfständen und Simulationssystemen zurückgreifen. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um die
individuelle Entwicklung und Fertigung von stationären und mobilen Systemen handelt oder um die
Realisierung von Serienlösungen.
Durch die Bereitstellung des gesamten HYDAC Produktspektrums können wir Ihnen die beste Lösung
für Ihre Anforderung zur Verfügung stellen. Somit wird Komplexität reduziert und die optimale
effiziente Funktion für den Betrieb Ihrer Maschine und Anlage sichergestellt.
Ihre Aufgaben sind unsere Herausforderungen.
1
Inhaltsverzeichnis
1
Funktionsweise und Merkmale ........................................................................................................ 3
2
Beschreibung ................................................................................................................................... 4
3
4
5
6
2.1
Aufbau ..................................................................................................................................... 4
2.2
Zusatzoptionen ........................................................................................................................ 5
2.3
Montagebeispiele..................................................................................................................... 6
2.4
Funktionsmodule ..................................................................................................................... 7
2.4.1
Funktionsmodul mit Blockfunktion 1 ................................................................................ 7
2.4.2
Funktionsmodul mit Blockfunktion 2 ................................................................................ 7
2.4.3
Speicherladeblock ........................................................................................................... 8
2.4.4
Funktionsmodul mit Blockfunktion 4 ................................................................................ 8
Technische Daten ............................................................................................................................ 9
3.1
Typenschlüssel ........................................................................................................................ 9
3.2
Druck- und Volumenstromeinstellbereiche ............................................................................ 10
3.3
Elektrische Kenngrößen ........................................................................................................ 12
3.4
Betriebsart ............................................................................................................................. 12
3.5
Druckflüssigkeit...................................................................................................................... 12
Abmessungen ................................................................................................................................ 13
4.1
DVA-Kits ................................................................................................................................ 13
4.2
Funktionsmodul 45 Blockfunktion 1 - 2 - 4 ............................................................................ 14
4.3
Funktionsmodul 100 Blockfunktion 1 - 2 - 4 .......................................................................... 14
4.4
Speicherladeblock ................................................................................................................. 15
Anwendungsbeispiele .................................................................................................................... 16
5.1
Volumenstrom einstellen ....................................................................................................... 16
5.2
Druck- / Volumenstrom- / Positions- /Temperaturregelung ................................................... 16
5.3
Blockfunktionen ..................................................................................................................... 17
5.4
Druckgeregelter Betrieb mit Speicherladeschaltung ............................................................. 18
5.5
Betriebsbereich über Nennvolumenstrom (Feldschwächbetrieb) ......................................... 19
Projektierung.................................................................................................................................. 20
2
Produktinformation
1
Funktionsweise und Merkmale
Das DVA-Kit ist ein kompakter drehzahlvariabler Antrieb (DVA) für hydraulische Applikationen, der
sich durch die perfekte Symbiose aus Hydraulik und Elektromechanik auszeichnet.
Das vorkonfigurierte System besteht aus einem Normmotor mit aufgebauten Frequenzumrichter und
angebauter Außenzahnradpumpe. Ein Anschlussblock mit Pumpenabsicherung und optionalem
Speicher komplettiert das System. Der elektrische Anschluss erfolgt direkt am Frequenzumrichter.
Aufgrund zustandsoptimierter Anpassung der KineSys Lösung wird die Verlustleistung auf ein
Minimum reduziert.
Für die unterschiedlichen Aufgabenfelder werden im Frequenzumrichter die gesamte Parametrierung
und Abstimmung des Antriebssystems vorgenommen.
Durch die interne Regelung können Druck und Volumenstrom bedarfsgerecht bereitgestellt werden.
Die grundlegende hydraulische Steuerung wird über ein Funktionsmodul realisiert, welches direkt an
der Pumpe angeflanscht ist.
Für den Einsatz in Konstantdrucksystemen kleinerer bis mittlerer Leistung sind die KineSys MotorPumpen-Gruppen eine anwenderfreundliche und energieeffiziente Lösung.
Produktmerkmale DVA-Kit Standardprogramm










Antriebsleistung bis 22 kW
Betriebsdruck bis 210 bar
Volumenströme bis 100 l/min
Druck- oder Volumenstromregelung integriert
Logikfunktionen realisierbar
4 Digitale / 2 Analoge Eingänge (Anschluss von Druck- Volumenstromsensor möglich)
2 Digitale / 2 Analoge Ausgänge
Kein Schaltschrank nötig
IP55
Auf Anfrage auch abweichende technische Daten möglich (z.B. höhere Drücke &
Volumenströme, IP65)
Produktvorteile





Dauerbetrieb mit Konstantdruck
anwendungsspezifisch möglich
Drehzahlvariable Speicherladung mit
Abschaltfunktion integrierbar
Variables Druck- und Volumenstromniveau
Diverse Regelungsalgorithmen integrierbar
Elektr. Anschluss erfolgt nur am Frequenzumrichter (Drehfeld unabhängig)
Auslieferung
Das DVA-Kit wir komplett montiert, geprüft und kundenspezifisch vorparametriert ausgeliefert
3
2
Beschreibung
2.1
Aufbau
Die Standardausführung des DVA-Kits besteht aus einem Normmotor mit aufgebautem Frequenzumrichter, Außenzahnradpumpe inkl. Träger und Adapterplatte, sowie Hydraulik-Funktionsmodul.
Varianten


In der horizontalen Einbauvariante wird das DVA-Kit vollständig zusammengebaut ausgeliefert
In der vertikalen Einbauvariante, für den Tankeinbau, wird das Funktionsmodul separat
ausgeliefert
4
2.2
Zusatzoptionen
Fremdlüfter
Beim Betrieb der Motorpumpeneinheit unterhalb der halben Nenndrehzahl bei vollem Druck reicht die
Eigenbelüftung des Motors nicht aus. Für diese Fälle ist ein Fremdlüfter optional verfügbar.
Speicherlademodul
Das DVA-Kit kann mit einem Speicherlademodul ausgeführt werden. Dadurch können hydraulische
Funktionen mit kleinem Volumenstrombedarf durch den Speicher abgedeckt werden. Dies erhöht die
Dynamik bei Leckageausgleich oder verringert die Einschaltdauer des Motors, was zu einer Erhöhung
der Energieeffizienz führt.
Pumpen
In der Standardausführung werden HYDAC Außenzahnradpumpen PGE der Baugröße 2 (PGE102)
eingesetzt.
Optional können andere HYDAC Außenzahnradpumpen PGE sowie Innenzahnradpumpen PGI
eingesetzt werden.
Feldbus
Das System kann über einen Feldbus an eine Steuerung gekoppelt werden. Damit ist es möglich
Sollwerte über den Bus vorzugeben und den Status auszulesen.
Mögliche Feldbussysteme:




Profibus
EtherCAT
CANopen
Profinet
5
2.3
Montagebeispiele
Einbauvariante horizontal
Einbauvariante vertikal
6
2.4
Funktionsmodule
Das Funktionsmodul wird bei horizontaler Einbaulage mit der Adapterplatte an der Pumpe
angeflanscht ausgeliefert. Es ist grundsätzlich möglich das Funktionsmodul extern zu verbauen, wie
beispielsweise bei der vertikalen Einbauvariante.
2.4.1
Funktionsmodul mit Blockfunktion 1
P G½
T G½
Im Funktionsmodul mit der „Blockfunktion 1“
ist ein Bypass mit Blende vorgesehen.
MP2 G ¼
p
MP1 G ¼
U
Dadurch wird der benötigten Mindestvolumenstrom abgeführt, der die Mindestdrehzahl der
Pumpe gewährleistet.
Der tatsächliche zu Verfügung stehende
Volumenstrom am Versorgungsanschluss
(Druckanschluss (P) des Funktionsmoduls) ist
somit geringer als der Pumpenvolumenstrom
(Qan P = QPumpe – QBlende).
M
2.4.2
Funktionsmodul mit Blockfunktion 2
P G½
T G½
Im Funktionsmodul mit der „Blockfunktion 2"
kann der Volumenstrom durch die Blende
durch das schaltbare Sperrventil unterbrochen
werden.
MP2 G ¼
p
MP1 G ¼
U
Dadurch steht der gesamte Pumpenvolumenstrom
am
Versorgungsanschluss
zur
Verfügung.
M
7
2.4.3
Speicherladeblock
SP G ½
P G½
T G½
Der Speicherladeblock mit der „Blockfunktion
3“ realisiert eine Speicherladeschaltung.
Wird ein wechselnder Volumenstrombedarf in
vollem Stellbereich gefordert, so kann ein
Speicherlademodul mit Hydraulikspeicher
verwendet werden. Dadurch kann auch ein
Druckregelbetrieb mit Speicherladeschaltung
kombiniert werden. Siehe auch Kapitel 5
Anwendungsbeispiele.
MP G ¼
p
MSP G ¼
U
Zusätzlich kann der Hydraulikspeicher zur
Erhöhung der Systemdynamik eingesetzt
werden.
Beispiel: Schnelles, druckgeregeltes Verfahren eines Zylinders mit anschließender
Druckhaltung (Leckageausgleich).
M
2.4.4 Funktionsmodul mit Blockfunktion 4
P G½
T G½
Das Funktionsmodul mit der „Blockfunktion 4“
beinhaltet relevante Komponenten, wie Rückschlagventil und Druckbegrenzungsventil für
eine sichere Druckversorgung.
MP2 G ¼
p
MP1 G ¼
U
Hier ist darauf zu achten, dass der Mindestvolumenstrom der Pumpe immer abgenommen werden muss.
M
8
3
Technische Daten
3.1
Typenschlüssel
Typenschlüssel DVA-Kit
DVA-Kit 16 - 140 - H - 0 - 0 0 - 0 - 0 - 0000
Benennung
Volumenstrom QNenn [l/min]
Q bei Nenndrehzahl des Motors
Druck PNenn [bar]
Dauerhafter Betriebsdruck
Einbauvariante
H = horizontal
V = vertikal
Blockfunktion
0
1
2
3
4
=
=
=
=
=
ohne
Funktionsmodul mit Blockfunktion 1
Funktionsmodul mit Blockfunktion 2
Speicherladeblock
Funktionsmodul mit Blockfunktion 4
Befestigungsart
0 = ohne
1 = Pumpenträgerfüße*
2 = Motorfüße*
* bei Einbauvariante horizontal
Dämpfungsart
0 = ohne
1 = mit Dämpfungsring*
2 = mit Dämpfungsschiene**
* nur bei Ausführung vertikal, ** nur bei Ausführung horizontal
Feldbus
0 = ohne
1 = Profibus
2 = EtherCAT
3 = CANopen
4 = Profinet
Fremdlüfter
0 = ohne
1 = mit
Sonderausführung
0000 = Standard
9
3.2
Druck- und Volumenstromeinstellbereiche
p [bar]
~ M [Nm]
Ohne Funktionsmodul, bzw. Blockfunktion 4
pnenn
Qmin Pumpe
nmin Pumpe
p [bar]
Qnenn Pumpe
nnenn Motor
Qmax
nmax Pumpe
Q Pumpe [l/min]
-1
~ n [min ]
~ M [Nm]
pnenn
Blockfunktion 1
QBlock1
nnenn Motor
Qmax
nmax Pumpe
Q an (P) [l/min]
-1
~ n [min ]
p [bar]
~ M [Nm]
pnenn
Blockfunktion 2
Qnenn Pumpe = QBlock2
nnenn Motor
Qmax
nmax Pumpe
Q an (P) [l/min]
-1
~ n [min ]
Volumenstrom und Druck an der Pumpe (ohne Funktiosmodul, bzw. Blockfunktion 4)
Volumenstrom und Druck am Versorgungsanschluss (P) beliebig einstellbar (Blockfunktion 1)
Volumenstrom am Versorgungsanschluss (P) mit Zusatzfunktion realisierbar (Blockfunktion 2)
Betriebsbereich bei Betrieb über Nennvolumenstrom der Pumpe, Feldschwächbetrieb des Motors
10
Beim DVA Kit kann der Volumenstrom oder Druck beliebig eingestellt werden. Der Nennvolumenstrom
Qnenn geht aus der Nenndrehzahl des Motors und des Verdrängungsvolumens der Pumpe hervor.
Aufgrund der erforderlichen Mindestdrehzahl der Pumpe ergibt sich ein Mindestvolumenstrom. Um
dennoch am Versorgungsanschluss einen Volumenstrom unterhalb des Mindestvolumenstroms
entnehmen zu können, ist eine Blende im Funktionsmodul integriert, die den Mindestvolumenstrom
immer abführt (siehe Kapitel 2.4.1).
In der Ausführung „Blockfunktion 1“ steht am Versorgungsanschluss (P) des Blocks nicht der
Nennvolumenstrom zur Verfügung, da der erforderliche Mindestvolumenstrom im gesamten
Drehzahlbereich über die Blende abgeführt wird.
In der Ausführung „Blockfunktion 2“ steht am Versorgungsanschluss (P) des Blocks der volle
Nennvolumenstrom zur Verfügung, da die Blende abschaltbar ist. Unterhalb der Mindestdrehzahl ist
das Ventil geöffnet und der Mindestvolumenstrom wird über die Blende abgeführt.
Im Feldschwächbetrieb kann der Volumenstrom bis zum pumpenabhängigen, maximalen
Volumenstrom Qmax erhöht werden, was jedoch eine annähernd lineare Druckreduzierung zur Folge
hat.
Bsp:
Wenn der Motor auf Nenndrehzahl dreht, fördert die Pumpe den Nennvolumenstrom (Q Nenn). In diesem
Betriebspunkt kann der volle Betriebsdruck pNenn bereitgestellt werden. Wird die Drehzahl verdoppelt,
so reduziert sich der mögliche Betriebsdruck um die Hälfte.
 Verdoppelung des Volumenstroms ergibt Halbierung des Nennbetriebsdrucks
11
3.3
Elektrische Kenngrößen
Umrichter:
Motor:
Druckmessung:
3.4
Hydac HFI-MM Baugröße A bis D (0,55 kW bis 22 kW)
Standard Asynchronmotoren BG71 bis BG180 (0,55 kW bis 22 kW)
Hydac Druckmessumformer HDA
Umrichter
Motor (2 / 4 polig)
Leistung
HFI-MM-A
BG71
0,55
HFI-MM-A
BG80
0,75
HFI-MM-A
BG80 / BG90
1,1
HFI-MM-A
BG90
1,5
HFI-MM-B
BG 90 / BG 100
2,2
HFI-MM-B
BG100
3
HFI-MM-B
BG112
4
HFI-MM-C
BG132
5,5
HFI-MM-C
BG132
7,5
HFI-MM-D
BG160
11
HFI-MM-D
BG 160
15
HFI-MM-D
BG 160 / BG180
18,5
HFI-MM-D
BG 180
22
Betriebsart
Das DVA-Kit ist für den Dauerbetrieb (S1) ausgelegt. Dabei sind Betriebs- und
Umgebungsbedingungen so zu wählen, dass die max. zulässige Öltemperatur nicht überschritten
wird. Um dies zu gewährleisten, muss unter Umständen ein Wärmetauscher oder Kühler in das
Hydrauliksystem eingebunden werden.
Das DVA-Kit schaltet sich beim Erreichen der maximalen Antriebstemperatur automatisch ab. Eine
Überwachung der Öltemperatur mit automatischer Abschaltung kann auf Wunsch ebenso realisiert
werden.
3.5
Druckflüssigkeit
Als Druckflüssigkeit ist nur Hydrauliköl HLP nach DIN 51524 Teil 2 zu verwenden.
2
2
Viskositätsbereich
min. 10 mm /s bis max. 380 mm /s
Optimaler Viskositätsbereich
12 - 100mm /s
Reinheitsklasse ISO4406:1999
21/19/16 oder besser
2
12
4
4.1
Abmessungen
DVA-Kits
Leistung [kW]
L [mm] *
L1 [mm]
BG**
D [mm]
H [mm]
0,55
420 / 465
215 / 250
71 / 80
160 / 200
270 / 300
0,75
465
250
80
200
300
1,1
465 / 500
250 / 275
80 / 90S
200
300 / 320
1,5
500 / 525
275 / 300
90S / 90L
200
320
2,2
525 / 570
300 / 340
90L / 100L
200 / 250
330 / 350
3
570
340
100L
250
350
4
620
390
112M
250
380
5,5
645
395
132S
300
460
7,5
645 / 685
395 / 435
132S / 132M
300
460
11
795
500
160M
350
570
15
795 / 835
500 / 540
160M / 160L
350
570
18,5
795 / 875
500 / 580
160M / 180M
350
570 / 620
22
875 / 915
580 / 620
180M / 180L
350
620
* Abhängig von der verwendeten Pumpe: Referenzpumpe PGE102-1600 (Länge ca. 120 mm)
** Die Baugrößen der Motoren sind abhängig von den gewählten Motoren (2 polig / 4 polig)
13
4.2
Funktionsmodul 45 Blockfunktion 1 - 2 - 4
maximaler Druck 210 bar - maximaler Volumenstrom 45 l/min
4.3
Funktionsmodul 100 Blockfunktion 1 - 2 - 4
maximaler Druck 210 bar - maximaler Volumenstrom 100 l/min
14
4.4
Speicherladeblock
maximaler Druck 210 bar - maximaler Volumenstrom 45 l/min
Bei Volumenströmen größer 45 l/min empfehlen wir einen Hydac DSV oder SAF Block.
15
5
Anwendungsbeispiele
Im Folgenden sind einige Anwendungsbeispiele zur Erläuterung beschrieben. Gerne unterstützen wir
Sie bei der optimalen Auslegung Ihres Antriebssystems und bitten bei Fragen Ihrerseits, um
Rücksprache.
5.1
Volumenstrom einstellen
Im einfachsten Fall kann das DVA-Kit durch Drehzahländerung als variable Volumenstromversorgung
eingesetzt werden. Möglichkeiten zum Einstellen des Volumenstroms sind:

Drehknopf (Potentiometer) am Gehäuse des Umrichters
 stufenlose Verstellung der Drehzahl / des Volumenstroms im zugelassenen Betriebsbereich

Drehzahl- bzw. Volumenstromvorgabe stufenlos über einen analogen Eingang
 Bsp: 0..10V entspricht dem Stellbereich zwischen min. und max. Volumenstrom

Drehzahl- bzw. Volumenstromvorgabe stufenweise über bis zu 7 Festwerte
 Bsp: Stufe 1: min Drehzahl, Stufe 2: halbe max. Drehzahl; Stufe 3: max. Drehzahl

Drehzahl- bzw. Volumenstromvorgabe über Feldbus
Der Druck stellt sich bei einer Volumenstromvorgabe systemabhängig ein.
Hiermit kann beispielsweise sehr einfach eine Geschwindigkeitsregelung eines Zylinders realisiert
werden.
5.2
Druck- / Volumenstrom- / Positions- /Temperaturregelung
An den Frequenzumrichter können Sensoren angeschlossen werden, um verschiedene Prozessgrößen zu regeln. Die Sensoren werden über den Frequenzumrichter mit Betriebsspannung versorgt
und führen den zu regelnden Ist-Wert an den Analogeingang des Gerätes zurück.
Der Soll-Wert kann dabei über folgende Möglichkeiten eingestellt werden:

Drehknopf (Potentiometer) am Gehäuse des Umrichters
 Bsp: stufenlose Verstellung des Druck-Sollwerts im zugelassenen Betriebsbereich

Sollwertvorgabe stufenlos über einen analogen Eingang
 Bsp: 0..10V entspricht dem Stellbereich zwischen min. und max. Druck

Sollwertvorgabe Stufenweise über bis zu 7 Festwerte
 Bsp: Stufe 1: min Druck, Stufe 2: halber max. Druck; Stufe 3: max. Druck

Sollwertvorgabe über Feldbus
Äquivalent zur Druckregelung
kann eine Volumenstromregelung, Positionsregelung oder
temperaturabhängige Volumenstromförderung realisiert werden.
16
5.3
Blockfunktionen
Ein DVA-Kit soll einen Hydraulikzylinder einer Presse schnellstmöglich bis zum Pressvorgang
verfahren und dann druckgeregelt Pressen. Nach diesem Vorgang soll der Zylinder schnellstmöglich
einfahren. Anhand dieses Beispiels soll die Auswirkung der Blockfunktionen beschrieben werden.
Gefordert:
Volumenstrom ausfahren: 10 l/min @ 30 bar
Volumenstrom pressen: 1 l/min @ 140 bar
Volumenstrom einfahren: 10 l/min
Ohne Blockfunktion bzw. Blockfunktion 4:
Pumpe: PGE101-365
-1
Bei Nenndrehzahl des Motors: 2940 min  Nennvolumenstrom: ca. 10 l/min
-1
Bei Mindestdrehzahl der Pumpe: 750 min  Mindestvolumenstrom: ca. 2 l/min
Nenndruck: 140 bar
Die Pumpe fördert ohne Blockfunktion im Nennbetriebspunkt des Motors 10 l/min, der am
Druckanschluss der Pumpe entnommen werden kann. Der Mindestvolumenstrom beträgt aufgrund der
Mindestdrehzahl der Pumpe 2 l/min.
 Verfahren mit 10 l/min ist möglich
 Verfahren mit 1 l/min ist nicht möglich, wegen der Mindestdrehzahl der Pumpe
Typenschlüssel beispielhaft: DVA-Kit 10-140-H-0-10-0-0-0000
Blockfunktion 1:
Mit „Blockfunktion 1“ wird ein Funktionsmodul an die Pumpe geflanscht. Im Funktionsmodul ist ein
Bypass durch eine Blende realisiert, der dauerhaft 2 l/min abführt um die Mindestdrehzahl bzw. den
Mindestvolumenstrom zu gewährleisten. Somit steht am Druckanschluss (P) des Funktionsmoduls
nicht mehr der volle Volumenstrom der Pumpe zur Verfügung. Es sind nun beliebig geringe
Volumenströme am Druckanschluss (P) des Funktionsmoduls möglich.
 QFunktionsblock = QPumpe - QBlende
 Verfahren mit 10 l/min nicht möglich: Es werden 2 l/min über die Blende abgeführt. Am
Druckanschluss (P) stehen nur noch max. 8 l/min zur
Verfügung.
 Verfahren mit 1 l/min möglich: Die Pumpe fördert 3 l/min, 2 l/min werden abgeführt und 1 l/min steht
am Druckanschluss (P) zur Verfügung.
Typenschlüssel beispielhaft: DVA-Kit 10-140-H-1-10-0-0-0000
Blockfunktion 2:
„Blockfunktion 2“ baut auf dem Konzept von „Blockfunktion 1“ auf und unterscheidet sich im
abschaltbaren Bypass durch ein 2/2 Wegeventil.
Wenn sich das System in einem Betriebszustand befindet in dem der Mindestvolumenstrom
abgenommen wird, schaltet das Wegeventil den Bypass ab und am Druckanschluss (P) des
Funktionsmoduls steht wieder der volle Volumenstrom der Pumpe zur Verfügung.
 Verfahren mit 10 l/min möglich:
Bypass geschlossen
 Verfahren mit 1 l/min möglich:
Bypass geöffnet
Typenschlüssel beispielhaft: DVA-Kit 10-140-H-2-10-0-0-0000
17
5.4
Druckgeregelter Betrieb mit Speicherladeschaltung
Durch den Speicherladeblock entstehen weitere Freiheitsgrade im System. z.B.:

Hohe Dynamik (Druck bricht bei schlagartiger Volumenstromabnahme nicht bzw. weniger ein)

Steuerung der Speicherladeschaltung über den Frequenzumrichter

Speicherladeschaltung kombiniert mit Druckregelung
Speicherladeschaltung mit Druckregelung:
Bei der Speicherladeschaltung mit Druckregelung wird das System bei Erreichen des oberen
Druckniveaus ausgeschaltet. Bricht der Druck auf das untere Druckniveau ein wird das System
eingeschaltet und im Druckregelbetrieb betrieben.
Der Sollwert für die Druckregelung liegt dabei zwischen dem oberen und unteren Druckniveau.
Solange das System das obere Druckniveau nicht erreicht wird auf den vorgegebenen Solldruck
geregelt.
Das obere Druckniveau wird dabei erst erreicht, wenn die Druckregelung aufgrund der
Mindestdrehzahl der Pumpe die Drehzahl nicht weiter herab senken kann und der Druck steigt. Dies
passiert z.B. dann, wenn kein Volumenstrombedarf mehr besteht, die Pumpe aber mit
Mindestdrehzahl weiter fördert. Dabei wird dann der Speicher auf das obere Niveau geladen und dann
der Motor abgeschaltet.
Die Grafik des Druck- und Volumenstromverlaufs verdeutlicht einen beispielhaften Zyklus eines
druckgeregelten Betriebs mit Speicherladeschaltung.
18
5.5
Betriebsbereich über Nennvolumenstrom (Feldschwächbetrieb)
Der Nennvolumenstrom bezieht sich auf die Nenndrehzahl des Motors. Mit dem geometrischen
Fördervolumen der Pumpe stellt sich ein fester Volumenstrom bei Nenndrehzahl ein. Die Drehzahl des
Motors kann darüber hinaus erhöht werden (Feldschwächung), was jedoch eine Reduzierung des
möglichen Drehmoments und damit des möglichen Betriebsdrucks zur Folge hat.(Grafik Kapitel 3.2)
Durch die Erhöhung der Drehzahl kann mehr Volumenstrom in das System gefördert werden, um
beispielsweise die Zykluszeit des Prozesses zu reduzieren.
In der Regel wird ein hoher Volumenstrom zum schnellen Anfahren einer Position benötigt, wobei der
Druck nur aus dem Staudruck des Systems bestimmt wird und dieser wesentlich geringer ist als der
eigentlich Prozessdruck. In diesem Fall kann die Drehzahl der Pumpe über Nennvolumenstrom erhöht
werden, da kaum Drehmoment bzw. Druck benötigt wird.
Erreicht das System die Endposition, in der der Prozessdruck aufgebaut werden muss, wird die
Drehzahl wieder reduziert um entsprechendes Drehmoment für den Druckaufbau zur Verfügung zu
haben.
19
6
Projektierung
Projektierung DVA-Kit
Datum:
Bedarf:
Kunde:
Stück/Jahr
Projekt:
min Volumenstrom:
l/min
max Volumenstrom:
l/min
max Druck:
bar
Einbauvariante:
Horizontal
Befestigung bei horizontal:
Vertikal
Pumpenträgerbefestigung
ohne
Motorbefestigung
Dämpfungsart:
Dämpfungsring (bei vertikal)
Dämpfungsschiene für Pumpenträger
Dämpfungsschiene für Motorfüße
ohne
Feldbus:
Profibus
CANopen
Netzspannung
EtherCAT
ohne
400V/50Hz
Schutzart IP
Umgebungstemperatur:
Betriebsart:
Skizze:
°C
S1 Dauerbetrieb
(Lastzyklus, p/Q Bereich, …)
weitere Anmerkungen:
20
S3 Aussetzbetrieb
%
Gewünschte Vorparametrierung des DVA-Kit
Betriebsart:
Druck regeln
Volumenstrom stellen
Volumenstrom regeln
Sonstiges / Kombinationen:
Startbedinung:
Digitales Signal
Start sobald Netzspannung anliegt
Feldbus
Anlaufsschutz deaktiv ( automatischer Wiederanlauf nach Netzausfall)
Sonstiges:
Sollwertvorgabe der Prozessgröße:
Analog 0 … 10 V
Analog 0 … 20 mA
Analog 4 … 20 mA
Poti am Gehäuse
Festsollwerte (max. 7)
Feldbus
Analog 0 … 20 mA
Analog 4 … 20 mA
Istwert der Prozessgröße:
Analog 0 … 10 V
Drehzahl / Fördervolumen:
min.:
max.:
Alternativ Ablaufbeschreibung / Notiz:
21
HYDAC Stammhaus
HYDAC Gesellschaften
HYDAC Vertriebs- und Servicepartner
Kat.: Speichertechnik D 30.000
HYDAC International
GMBH
Industriegebiet
66280 Sulzbach/Saar
Deutschland
Telefon:
+49 6897 509-01
Fax:
+49 6897 509-577
E-Mail: [email protected]
Internet: www.hydac.com
D 10.146.2.1/01.15
Prospekt: Kühlsysteme DEF 5.700
Katalog: Elektronik D 180.000
Katalog: Accessories D 61.000
Pro.: Compact-Hydraulik D 53.000
Katalog: Filter Systems D 79.000
Kat.: Verfahrenstechnik D 77.000
Katalog: Filtertechnik D 70.000
Globale Präsenz.
Lokale Kompetenz.
www.hydac.com

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