Fünf Gründe, warum sich der Einsatz von Ventilinseln lohnt

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Wo liegt das Einsparpotenzial?

Mit Ventilinseln lassen sich im Vergleich zu Einzelventillösungen signifikant Kosten einsparen. Dies gilt besonders in Anlagen mit vielen örtlich eng beieinander liegenden Armaturen wie etwa in der Fein-und Spezialitätenchemie, Biotechnologie/Pharmazie, Lebensmittelherstellung, bei Filteranlagen oder in Faultürmen von kommunalen Klärwerken. Anders könnte die Situation bei Großanlagen in der Chemie oder Petrochemie sein, wo die Armaturen oft räumlich weit auseinander liegen. Ein Kostenvergleich stellt die Ventilinseltechnologie nachfolgend der Einzelventil-Architektur gegenüber.

Basis für den Vergleich ist eine reale Produktionsanlage aus der Fein- und Spezialitätenchemie mit einer Größe von ca. 20 x 20 m. Sie ist 15 m hoch, besteht aus vier Etagen und produziert Grundstoffe für Körperpflegeprodukte und Waschmittel. Die Anlage wird durch etwa 100 pneumatisch automatisierte Armaturen gesteuert, überwiegend Kugelhähne, Sitzventile und Klappen der Nennweiten 25 bis 200.

Die Anlage ist mit Einzelventilen und Endschalterboxen an den Antrieben oder einer Box mit Endlagenrückmeldern und integriertem Magnetventil ausgerüstet. Für den Kostenvergleich wurden nur die Auf/Zu-Armaturen betrachtet. Basis für die Berechnung sind die auf der Anlage vorhandenen Schaltschränke.

Die Einzelventile sind mittels Namur-Schnittstelle direkt am Armaturenantrieb montiert. Einzelventile und Endlagenschalter sind über Remote I/O an den Feldbus gekoppelt.

Architektur der Anlagenautomatisierung mit Einzelventilen
(Bild: Festo)

Architektur der Anlagenautomatisierung mit Ventilinsel.
(Bild: Festo)

Die Architektur über Ventilinsel ist einfacher: Feldbusanschluss, Remote I/O und Magnetventile bilden eine Einheit als dezentrale Steuerungsebene. Bei Anwendung der Ventilinseltechnologie entfällt im Vergleich zum Einzelventilkonzept der Binärausgang der Remote I/O zur Ansteuerung der Einzelventile inklusive Verdrahtung, Verlegung etc.

Die Ventilinseln wurden so in der Anlage platziert, dass die Anforderungen des Prozesses in Bezug auf Öffnungs- und Schließzeiten der Prozessventile erreicht werden. Für die Berechnung werden weiterhin folgende Annahmen getroffen:

• Installationsaufwand/ Anschlusskosten der Einheit Einzelventile mit Remote I/O ist gleichgesetzt mit der Einheit Ventilinsel Typ CPX/MPA.

• Bei der Einzelventillösung wird ein mehrdrahtiges Kabel zur Ansteuerung von Magnetventil und Sensorbox verwendet. Bei der Ventilinsel dagegen reduziert sich lediglich die Anzahl der Adern des Kabels. Dieser Kostenunterschied ist vernachlässigbar. Eine mögliche Ansteuerung der Einzelventile mit zwei Kabeln ist nicht berücksichtigt.

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