Burkert 3280 & 3285 Steuerventile

Die Burkert Typ 3280 und 3285 sind direkt wirkende Regelventile, die den Mediendurchfluss regeln. Sie können über eine integrierte elektrische Steuerung verfügen, d. h. zusätzlich zu einem Standard-Ein/Aus-Regelventil können sie auch eine Proportionalsteuerung haben. Für beide Typen gibt es Versionen mit offenem und geschlossenem Regelkreis. Bei den Open-Loop-Versionen wird ein analoges Eingangssignal (4-20 mA, 0-10 V oder ein PWM-Signal) in eine proportionale Ventilstellung umgewandelt. Die Versionen mit geschlossenem Regelkreis verfügen über einen integrierten PID-Regler, der die Regelung von Prozessparametern wie Temperatur oder Füllstand ermöglicht. Das integrierte Steuersystem signalisiert dem Schrittmotorantrieb, der die Öffnung des Ventils und damit die Durchflussmenge des Fluids steuert. Diese Ventile sind für neutrale flüssige Medien geeignet und mit Edelstahl- und Messinggehäuse erhältlich. 

Zu den grundlegenden Merkmalen von Burkert 3280 und 3285 gehören:

• Steuerung des Öffnens und Schließens des Ventils durch Verarbeitung der externen Sollwerte.
• LED-Ausgang zur Anzeige der Ventilzustände.
• Die Position des Ventils wird beibehalten und auch nach einem Stromausfall an die interne Elektronik zurückgegeben.
• Das Ventil hat einen geringen Energieverbrauch, da es keine Energie benötigt, um die Position zu halten.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Fachartikel über die Durchflussprinzipien von Magnetventilen.

Inhaltsübersicht

• Burkert 3280
• Burkert 3285
• Kontrollmethoden
• Burkert 3280 und 3285 im Vergleich
• Merkmale
• Steuergerät Typ 8611

Burkert 3280

Das Burkert 3280 ist ein elektrisches 2-Wege-Durchgangsventil, das mit Hilfe eines linearen Schrittmotorantriebs (Abbildung 3, Markierung A) und einer elektronischen Steuerung (Abbildung 3, Markierung E) den Durchfluss regelt. Der Schrittmotor ist mit einer Gewindespindel (Abbildung 3, Bezeichnung B) und einer Ventilspindel (Abbildung 3, Bezeichnung C) verbunden. Die Spindeln sind dann mit dem Regelkegel verbunden (Abbildung 3, Kennzeichnung D), und durch Veränderung der Position des Regelkegels im Verhältnis zum Ventilsitz können die Öffnung und die Durchflussmenge reguliert werden.

Ein Schrittmotor unterteilt eine volle Kreisdrehung in Abschnitte oder Schritte. Es ist in der Lage, sich Schritt für Schritt zu bewegen, was eine sehr genaue Positionierung ermöglicht. Dies wiederum ermöglicht eine präzise Steuerung der Blende und der Durchflussmenge. Einmal in Position gebracht, braucht es keine Energie, um diese Position zu halten. Das macht den Burkert 3280 präzise, aber dennoch kosten- und energieeffizient.

Burkert 3285

Das Burkert 3285 ist ein elektrisches 2-Wege-Scheibenventil. Er verwendet einen Schrittmotor wie der 3280, aber beim 3285 ist der Schrittmotor über eine Kupplung (Abbildung 5, Bezeichnung A) mit einem Getriebe (Abbildung 5, Bezeichnung F) und einer Antriebswelle (Abbildung 5, Bezeichnung E) verbunden. Die Antriebswelle ist schließlich mit der Steuerscheibe verbunden (Abbildung 5, Kennzeichnung G). Die Steuerscheibe und die feststehende Scheibe (Abbildung 5, Bezeichnung C) sind mit einer Bohrung versehen. Durch Drehen der Steuerscheibe werden die Löcher entweder aufgereiht (Durchfluss möglich), teilweise aufgereiht (Proportionalsteuerung) oder blockiert (kein Durchfluss). Eine Feder (Abbildung 5, Kennzeichnung B) hält die Scheiben mit zusätzlicher Kraft zusammen. Wie der 3280 benötigt er keine Energie, um die Position zu halten, ist präzise sowie kosten- und energieeffizient.

Kontrollmethoden

Ein Regelventil wird eingesetzt, wenn verschiedene Prozessparameter wie Durchfluss, Flüssigkeitsstand, Temperatur oder Druck geregelt werden müssen. Das Regelventil erreicht dies, indem es die Öffnungsgröße des Durchflusskanals (Blende) für verschiedene Parametersollwerte steuert. Die Burkert 3280 und 3285 sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, je nach gewünschter Regelungsart des Ventils: Standard (Auf/Zu oder Proportionalregelung), Stellungsregler oder Prozessregler.

Sowohl die Stellungsregler- als auch die Prozessregler-Versionen verwenden analoge oder digitale (Feldbus-) Signale zur Steuerung des elektronischen Regelsystems. Die grundlegenden Bedienelemente der einzelnen Versionen sind nachstehend aufgeführt.

Standardgerät

1. Ein/Aus-Steuerung: Das Ventil wird durch die Verarbeitung des externen Sollwerts ein-/ausgeschaltet.
2. Proportionale Steuerung: Das Ventil verwendet ein analoges Eingangssignal für den Sollwert. Dabei handelt es sich entweder um 4-20 mA, 0-10 V oder ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM).

Positionsregler

Die Burkert-Ventile 3280 und 3285 verfügen über einen integrierten Stellungsregler zur präzisen Steuerung der Ventilblende. Abbildung 6 zeigt ein Signalflussdiagramm des Lagereglers. Sobald der Positionssollwert (Abbildung 6, Bezeichnung A) an den Positionsregler (Abbildung 6, Bezeichnung B) gesendet wird, steuert dieser den Stellantrieb (Abbildung 6, Bezeichnung C), um die Öffnungsgröße/Position des Ventils (Abbildung 6, Bezeichnung D) einzustellen. In Echtzeit vergleicht ein Wegmesssystem (Abbildung 6, Bezeichnung E) die Ist-Position des Ventils mit der gewünschten Position (Sollwert). Bei einer Abweichung wird die Position des Ventils erneut geändert, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Ventilposition mit der gewünschten Position (Sollwert) übereinstimmt. Darüber hinaus verfügen die Stellungsregler-Ausführungen über ein Ausgangssignal zur Überwachung der Ist-Stellung des Ventils.

Prozessregler

Ein Burkert 3280- oder 3285-Ventil kann auch einen integrierten Prozessregler haben. Mit anderen Worten: Das Ventil kann zur Steuerung eines externen Prozessparameters verwendet werden, ohne dass ein separater Regler benötigt wird. Zum Beispiel muss eine Temperatur, ein Druck oder ein Niveau kontrolliert werden. Sie können sowohl den Prozess-Sollwert als auch den Prozess-Istwert an das Ventil senden, und der interne PID-Regler passt die Position des Ventils automatisch an, um den Sollwert zu erreichen. Abbildung 7 zeigt ein Signalflussdiagramm eines Prozessreglers.

Sobald der Prozesssollwert (Abbildung 7, Bezeichnung A) an den Prozessregler (Abbildung 7, Bezeichnung B) und einen Stellungsregler (Abbildung 7, Bezeichnung C) gesendet wird. Der Lageregler funktioniert hier genauso wie im obigen Abschnitt. Sobald die Position des Ventils (Abbildung 7, Buchstabe D) eingestellt und verifiziert ist, misst ein Transmitter (Abbildung 7, Buchstabe E) die Prozessvariable (Abbildung 7, Buchstabe G) und vergleicht sie mit dem Prozesssollwert. Besteht eine Differenz, wird die Ventilstellung erneut geändert, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Prozessvariable mit dem gewünschten Prozesssollwert übereinstimmt.

Burkert 3280 und 3285 im Vergleich

Merkmale

1. Geschwindigkeit kontrollieren: Die Regelgeschwindigkeit für den Stellantrieb des Ventils kann eingestellt werden. Der Burkert 3280 ist schneller als der Burkert 3285.
2. Material des Gehäuses und der Dichtung: Beide Ventiltypen sind in Messing- und Edelstahlgehäusen erhältlich. Zu den Dichtungsmaterialien gehören FKM, NBR und EPDM. Sowohl das Gehäuse als auch das Dichtungsmaterial sind mit neutralen Flüssigkeiten und Gasen kompatibel. Weitere Informationen zur chemischen Beständigkeit finden Sie unter Chemische Beständigkeit von Gehäusematerialien, Richtlinien zur Auswahl des richtigen Gehäusematerials finden Sie in unserem Artikel zur Auswahl von Gehäusematerialien. 
3. Druckbereich: Beide Ventiltypen haben einen Druckbereich von 0-6 bar. Für Hochdruckanwendungen ist eine spezielle Version des Burkert 3280 für einen Druck von bis zu 22 bar erhältlich.
4. Größe der Blende: Die Ventile haben die folgenden Öffnungsgrößenbereiche:
   • Burkert 3280: 1 bis 10 mm
   • Burkert 3285: 8 bis 25 mm
5. Größenbereich der Anschlüsse: Burkert 3280 und 3285 sind in den folgenden Anschlussgrößen erhältlich:
   • Burkert 3280: G oder NPT ½, ¼, ⅜
   • Burkert 3285: G oder NPT ½, ¾, 1
6. IP-Bewertung: Aufgrund der Schutzart haben Burkert 3280 und 3285 die Schutzart IP 54 bzw. IP 50.
7. Genehmigung: Es sind Versionen mit FDA-Zulassung für den Einsatz in lebensmittelgeeigneten Anwendungen erhältlich.

Steuergerät Typ 8611

Der Burkert Proportionalregler Typ 8611 kann zusammen mit den Ventilen Burkert 3280 oder Burkert 3285 zur optimalen Prozesssteuerung eingesetzt werden. Der Burkert 8611 enthält einen PI-Regler, so dass externe Prozessparameter wie Durchfluss oder Temperatur geregelt werden können.