Innowacyjne rozwiązania zastosowane w ustawnikach APIS

Ustawniki pozycyjne typu APIS współpracują z pneumatycznymi membranowymi i tłokowymi siłownikami jednostronnego i dwustronnego działania o liniowym lub obrotowym ruchu tłoczyska. Umożliwiają sterowanie przemieszczenia tłoczyska siłownika zapewniając krótki czas regulacji, bliską zeru odchyłkę regulacji w stanie ustalonym  i aperiodyczny kształt przebiegu przejściowego. Ustawniki sterowane są w technice dwuprzewodowej analogowym, prądowym sygnałem sterującym 4-20 mA. Standardowo wyposażone są również w dwuprzewodowy, prądowy układ nadajnika pozycji tłoczyska współpracującego siłownika. Ustawniki są przeznaczone do pracy w trudnych warunkach przemysłowych w zakresie temperatury od –40 °C do 80 °C.

Nowe rozwiązania zastosowane w ustawnikach APIS

W konstrukcji ustawników pozycyjnych typu APIS zastosowano wiele rozwiązań o charakterze innowacyjnym, zainspirowanych w znacznej mierze oczekiwaniami formułowanymi w stosunku do tego typu urządzeń przez projektantów układów automatyki oraz służby utrzymania ruchu. Oczekiwania te dotyczą głównie osiągnięcia doskonałości technicznej i serwisowej.

Doskonałość techniczna

W konstrukcji ustawników APIS zapewniono:

• Znaczne zwiększenie trwałości i niezawodności funkcjonalnej ustawnika przez zastosowanie do jego konstrukcji elektropneumatycznych przetworników piezoelektrycznych sterowanych sygnałem ciągłym. Dodatkowo umożliwiło to istotne zmniejszenie emisji akustycznej w stosunku do znanych rozwiązań stosujących sterowanie dyskretne.
• Zwiększenie poziomu bezpieczeństwa pracy ustawnika. W tym celu zastosowano nowatorskie rozwiązanie konstrukcji ustawnika przystosowując go do pracy w trybie tolerowania uszkodzenia toru sprzężenia zwrotnego.
• Dywersyfikację rozwiązań ustawników. W tym celu skonstruowano ustawniki zarówno w wersji kompaktowej, jak i w wersji z zewnętrznym, oddalonym elementem sprzężenia zwrotnego.  To ostatnie rozwiązanie jest szczególnie ważne dla zastosowań o utrudnionym dostępie do elementów wykonawczych np. w kotłach energetycznych elektrowni zawodowych.
• Możliwość pracy w warunkach o podwyższonym poziomie zaburzeń elektromagnetycznych. W tym zakresie ustawniki APIS z nadmiarem spełniają wymagania w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej formułowane w stosunku do tej klasy urządzeń.

Doskonałość serwisowa

Doskonałą obsługę zapewniają:

• Programowalne funkcje szczelnego zamknięcia zaworu, ograniczenia zakresu przemieszczenia tłoczyska siłownika, precyzyjnego sterowania ręcznego itp. Funkcje te pozwalają dostroić ustawnik do nietypowych wymagań użytkownika, jak również umożliwiają szybką diagnozę problemów technicznych związanych z zaworem/klapą lub siłownikiem.
• Możliwość uzyskania wygodnego dostępu do zainstalowanego ustawnika. Ustawnik w wersji konstrukcyjnej z zewnętrznym elementem sprzężenia zwrotnego pozwala na fizyczne oddalenie ustawnika od sterowanego siłownika. Możliwość wygodnego i szybkiego dostępu do ustawnika ma istotne znaczenie zwłaszcza wtedy, gdy element wykonawczy jest instalowany w trudnodostępnym miejscu instalacji lub gdy warunki pracy ustawnika są bardzo ciężkie.
• Prosty i szybki montaż elektryczny i mechaniczny. Dla przykładu, dołączenie przewodów elektrycznych sygnału sterującego i sygnału nadajnika położenia do zacisków ustawnika nie wymaga skoncentrowania uwagi montera lub osoby serwisującej na polaryzacji elektrycznej przewodów. Zamiana polaryzacji przewodów nie ma żadnego znaczenia. Dzięki temu montaż i demontaż przewodów elektrycznych jest szybki, co ma duże znaczenie zwłaszcza wtedy, gdy warunki pracy montera są trudne.
• Odporność ustawnika na błędy montażowe. Omyłkowe przyłączenie przewodów toru sterowania ustawnika do zacisków obwodu nadajnika położenia i przewodów toru nadajnika położenia do zacisków sygnału sterującego nie powoduje żadnych uszkodzeń ustawnika nawet przy nieograniczonym czasie trwania takiego stanu.
• Możliwość kontroli warunków pracy ustawnika. Dzięki wbudowanemu pomiarowi temperatury ustawnika możliwa jest jego właściwa lokalizacja na obiekcie i kontrola warunków jego pracy.

dr inż. Michał Bartyś
Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Warszawska