hauptbeitrag

Anbau von Stellungsreglern
an pneumatische Antriebe
Eine vergleichende Bewertung aus Herstellersicht
Im Zusammenspiel der Feldgeräte in der Prozesstechnik spielt der Anbau der Stellungsregler an pneumatische Antriebe eine wichtige Rolle. Der Stand der Technik wird durch die
Fortschreibung der VDI/VDE 3847 dokumentiert, aber ebenso durch proprietäre Entwicklungen mit neuen Konzepten. Ein Anbau ohne Verrohrung zwischen Stellungsregler undAntrieb sowie die Verwendung von berührungslosen Sensoren kennzeichnen Entwicklungsschritte auf dem Weg, die Verfügbarkeit zu verbessern. Dieser Beitrag beschreibt den
Stand der Technik und bewertet verschiedene Lösungen anhand ihrer Lebenszykluskosten.
SCHLAGWÖRTER Stellgeräte / Automatisierung / Stellungsregleranbau / Integrierter
Anbau / VDI/VDE 3847
Positioner attachment to pneumatic actuators –A comparative study from a manufacturer's point of view
In process engineering, the attachment of positioners to pneumatic actuators is of great
importance. Progress in this field is evident in the revision of VDI/VDE 3847 as well as inproprietary developments based on new approaches. Attachment without piping between
positioner and actuator and the use of non-contact sensors mark the development towards
improved reliability. In this article, we describe the state of the art and assess various
solutions based on their life cycle costs.
KEYWORDS C
 ontrol valves / automation / inegral positioner attachment / positioner
attachment / VDI/VDE 3847

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Thomas Karte, Jörg Kiesbauer, Karl-Bernd Schärtner,
Frank Valentin-Rumpel, Samson

Stellgeräte in Prozessanlagen mit Regel- und Absperrkreisen beeinflussen die Stoffströmung
entsprechend den Sollwerten, die im Leitsystem oder dem übergeordneten Regler gebildet
werden. Neben der Armatur, die in die Medienströmung eingreift, ist der – meist pneumatisch ausgeführte – Antrieb von Bedeutung sowie der Stellungsregler. Ein elektrisches Signal dient als Führungsgröße desRegelkreises, Stellgröße ist der Antriebsdruck, Regelgröße die Ventilstellung.
Pneumatischer Antrieb und Stellungsregler sind nachheutigem Stand der Technik separate Geräte. Entsprechend der beschriebenen Funktion muss der Anbau eines Stellungsreglers an einen Antrieb neben der mechanischen Fixierung auch die Übermittlung der aktuellen
Position des Antriebs gewährleisten sowie die Stellgröße
Antriebsdruck übertragen.
1. Anbau an Hubventile
Geeignete Montagebedingungen werden durch die
IEC 60534-6 [1] gewährleistet. Dieser von der Namur
unter NE 04 [2] erarbeitete Standard sorgt für mechanische Kompatibilität zwischen Fabrikaten verschiedener
Hersteller. In diesem Standard sind Geometrien für die
Befestigung des Stellungsreglers am Ventiljoch sowie
Befestigungspunkte an der Ventilstange für den Wegabgriff festgelegt. Leider wird diese Definition in mehreren Ländern unterschiedlich beachtet. Speziell in
Ländern des angelsächsischen Sprachraums, sind viele
Beispiele proprietärer – herstellerspezifischer – Anbauten zu finden.
Im Bestreben nach höherer Anlagenverfügbarkeit undinsbesondere, um die Gefahr von Unfällen zu mindern,wurde aufgrund spezieller Anfragen aus der Chemie
Ende der 1980er-Jahre nach einer neuen Lösung gesucht. Als Schwachpunkte des etablierten Anbaus nach
IEC waren Verletzungsgefahr durch offen liegende Hebel sowie Verschleiß und Beschädigung eben dieser
Hebel identifiziert worden. Daneben spielte die komple-

xe Montage eine Rolle, die speziell unter schwierigen
Bedingungen geschultes Personal erfordert. Als Antwort auf dieses Anliegen hat sich der integrierte Anbau
seit etwa 1990 durchgesetzt und ist inzwischen in hohen Stückzahlen im Feld verbreitet. Bild 1 zeigt die
ehemals patentierte Lösung von Samson. Dieser Anbau
wird geschätzt, technische Schwachpunkte sind nicht
bekannt. In der Praxis existieren Anbauten an diese
Ausführungsform des Ventiljochs beziehungsweise Antriebs von namhaften Fabrikanten von Stellungsreglern
Nachbauten von Joch oder Antrieb durch Ventilhersteller sind nicht bekannt.
Der „Anbau Samson integriert“ realisiert einen aufeinander abgestimmten Entwurf der Mechanik von Antrieb und Stellungsregler. Die wesentlichen Merkmale: ontage des Stellungsreglers mit nur zwei SchraubenMnahe an der Antriebsstange: Dies ergibt eine stabile,
vibrationsfeste Verbindung. Die Notwendigkeit zur
Justage durch genaue Positionierung des Stellungsreglers entfällt, weil die Geometrien entsprechendausgelegt sind.
Integrierte Luftführung von Stellungsregler zu Antrieb ohne Verrohrung: Dies geschieht durch einen
Block, der gleichzeitig zur Aufnahme eines Magnetventils vorbereitet ist. Die als Hilfsenergie zugeführte Druckluft wird auf diesen Anschlussblock aufgelegt; dadurch kann der Stellungsregler einfach gewechselt werden, ohne Arbeiten an der Verrohrung
durchführen zu müssen. Die Wahl der Wirkrichtung
ist ebenfalls über den Block konfigurierbar und führt
dadurch zu einer Standardisierung der benötigten
Komponenten. Ein Druckminderer/Filter lässt sicheinfach anflanschen.
Kopplung des Wegabgriffs über einen an der Antriebsstange befestigten Mitnehmer, dessen Position
durch einen federbelasteten Hebel erfasst wird: Diese montagefreundliche Verbindung (kein Stecken)
hat sich als vibrations- und verschleißresistent erwiesen. Standardisierte Geometrien vereinfachen
eine Einstellung von Nullpunkt und Spanne.
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Hauptbeitrag

Bild 1:
Anbau Samson
integriert

Bild 3: Vorgaben der VDI/VDE 3847
für den Anbau an Drehstellventile

Bild 2: Anbau Samson integriert (oben)
und Anbau nach VDI/VDE 3847 (unten)

Vollständige Kapselung des Abgriffraums verhindert
jegliche Beschädigung von außen und eliminiert die
Verletzungsgefahr, wie von der Maschinenrichtlinie
gefordert. Die Spülung des Abgriffraums und der die
Federn enthaltenden Antriebskammer mit Instrumentenluft (Beschleierung) soll Korrosion vermeiden.
Nicht nur die Mechanik der Schnittstelle ist von Bedeutung. In Verbindung mit einem intelligenten Stellungsregler ergibt sich eine einfache Montage und Inbetriebnahme: Stellungsregler verschrauben, Luft und elektrische Verbindung auflegen, Selbstabgleich per Knopfdruck
durchführen – auch Personal ohne spezielle Einweisungkann bei dieser Prozedur mit schnellen, reproduzierbaren
und zuverlässigen Einstellungen aufwarten.

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Bild 4: Anbau desintelligenten Grenzsignalgebers von Samson

Im Gegenzug profitiert der Stellungsregler von dergenauen, spielfreien Übermittlung der Wegposition.
Der Drosselkörper im Stellgerät kann auf wenige
0,1-%-Genauigkeit positioniert werden. Eine Wegmessung dieser Güte ist für die Dynamik der Regelung und insbesondere für die Diagnose bedeutend.
Die VDI/VDE 3847 [3], [4], seit 2003 in Kraft, versucht den
Normungsstand diesem Stand der Technik anzupassen[5], [6]. Es wurde eine Anbaufläche mit Punkten zur mechanischen Befestigung und zur Realisierung der pneumatischen Verbindungen an einfach- und doppeltwirkende Stellungsregler definiert. Bezüglich Wegmessung wurden für Hubantriebe die Befestigungspunkte an der Ven-tilstange gemäß IEC 60534-6 übernommen, fürSchwenkantriebe ist die Geometrie nach VDI/VDE 3845
vorgesehen. Damit ist eine genaue Definition der Ankoppelung der Wegrückmeldung ausgespart, die realisierten
Lösungen sind jeweils herstellerspezifisch. Dies zieht einen entsprechenden Montageaufwand nach sich, wennbeim Wechsel des Stellungsreglers ein anderes Fabrikat
eingesetzt wird. Seit Januar 2011 existiert ein Vorschlag
des VDI/VDE-GMA FA 4.14, der als zusätzliche Option
einen pneumatischen Absperrhahn für den Wechsel imlaufenden Betrieb vorsieht. Bild 2 zeigt schematisch eine
Gegenüberstellung der beiden Varianten Anbau Samson
integriert und Anbau nach VDI/VDE 3847 für Hubventile.

 ontagefreundlich/Montagefehler: muß der StellungsM
regler bei Montage positioniert werden, Einführung Positionsstift der Wegrückmeldung in Langloch notwendig, Montage einer Feder um Spielfreiheit zu erreichen
Luftleitung falsch montiert: Verrohrungsfehler, der zum
Beispiel Leckage verursacht, mechanische Verspannung durch fehlerhafte Einpassung Verbindungsrohr
Empfindlichkeit gegen Vibrationen: Kraftführung der
Verschraubung, Spiel in der Anlenkung des Positionsstiftes der WegrückmeldungVerschmutzte/Korrosive Umgebung/Feuchte: Grad
der Kapselung, Schutz vor mechanischen Einflüssen,
Schutz vor Umgebungsatmosphäre durch Spülluft
Temperatureinfluss: Vereisungsgefahr

1.1 Anbau an Drehstellventile
2. Lebenszykluskosten
Die Vorgaben der VDI/VDE 3847 für den Anbau an Drehstellventile zeigt Bild 3. Es sind Befestigungsflächen, Verschraubungspunkte sowie die relative Lage der Drehachse genormt.
Eine integrierte Luftführung ist möglich. Durch diese Vorgaben wird wiederum ein Wechsel verschiedener Stellungsreglerfabrikate bezüglich Montage des Gehäuses problemlos
ermöglicht. Der spezielle Anbau der Wegrückmeldung an
die Drehachse muss aber – wie im Falle der Hubventile dargelegt – herstellerspezifisch vorgenommen werden.
Seit 2009 ist speziell für Drehstellventile mit Schwenk­
antrieben eine weitere, wiederum proprietäre Lösung
verfügbar [7]. Bild 4 zeigt einen intelligenten Grenzsignalgeber, der Magnetventil, Endlagenschalter (beziehungsweise deren elektronische Nachbildung) sowie
Wegsensorik beinhaltet. Der Wegabgriff erfolgt nun berührungslos, ein am Antriebsschaft befestigter Magnet
wirkt auf einen im vollständig gekapselten Gehäuse
befindlichen Sensor. Die Luftführung geschieht durch
die Oberseite des speziell gebohrten Antriebes direkt in
den Grenzsignalgeber. Damit ist die Montage nun nochmals vereinfacht: Adapterplatte ohne jegliche Ausrichtung oder Montage aufschrauben, Magnet in beliebiger
Stellung an die Antriebswelle schrauben, Grenzsignalgeber aufsetzen, automatischen Abgleich starten, fertig.
1.2 Vergleich der Varianten
Tabelle 1 stellt diese fünf Anbauvarianten gegenüber. Hiermit soll summarisch ein Vergleich der verschiedenen Möglichkeiten gezogen werden. Die Bewertung ist exemplarisch zu sehen, sie kann durchaus in einer gegebenen Anlage oder Anwendung oder auch für ein spezielles Fabrikat
ein unterschiedliches Resultat ergeben. So wird zum Beispiel unter Standardanbau nach IEC 60534-6 das Merkmal„berührungsloser Abgriff“ als nicht verfügbar gewertet, dadie Norm über ein Lochbild hinaus die Ausführung desAnbaus nicht festlegt. Sehr wohl kann ein spezielles Fabrikat eines Stellungsreglers aber einen berührungslosen
Abgriff aufweisen. Als wesentlich wird die Auflistung derKriterien für eine mögliche Bewertung gesehen.
Stichwortartig sollen im Folgenden einige Hinweise zu
den Beurteilungskriterien gegeben werden:
 erschleißarm: Kann der Positionsstift der WegrückV
meldung im Gegenlager einschleifen, Schutz desAnbauraumes vor Umgebungsatmosphäre

Um die Attraktivität einer der Lösungen zu beurteilen, isteine Analyse der Kosten im gesamten Lebenszyklus [7]einer Anlage unerlässlich. Die wichtigsten Kriterien für
die einzelnen Phasen sind in Tabelle 2 dargestellt.
Im Einzelfall müssen diese Kriterien weiter differenziert werden. Insbesondere ist für den Reparaturfall die
Vorgabe wichtig, ob bei Gerätetausch das gleiche Modell
eingesetzt werden oder die Option für ein anderes Fabrikat offen gehalten werden soll. Diese Fragestellung
wiederum muss im Kontext bewertet werden: nzahl eingesetzter Ventiltypen: Besteht die freie
A
Auswahl oder existiert eine Einschränkung auf wenige Modelle zum Beispiel durch Standardgerätelisten?
Anzahl eingesetzter Stellungsreglerfabrikate: Gestattet
das Leitsystem den Einsatz eines anderen Fabrikates
beziehungsweise wie hoch ist der Änderungsaufwand?
Als Szenarien sind Neuanlagen von Altanlagen zu unterscheiden.
2.1 Neuanlagen
Unter dem Gesichtspunkt der Investitionskosten und
unter dem Aspekt der Zuverlässigkeit ist es vorteilhaft,das komplette Stellgerät mit Antrieb, Stellungsregler undgegebenenfalls anderen Anbauteilen als vormontierte
und geprüfte Einheit von einem Hersteller zu beschaffen.
Für den Stellungsregler ist davon auszugehen, dass füreine Anlage durchgängig eine Bauart eingesetzt wird.
Bei der Auswahl eines Stellgerätes sind auch die späteren
Phasen des Lebenszyklus – Betrieb und Reparaturfall –zu berücksichtigen, das Augenmerk muss auf höchster
Verfügbarkeit liegen. Dadurch dürfte das Ereignis Reparaturfall selten auftreten. Falls aber doch mal ein Stellungsregler ausgewechselt werden muss, ist anzunehmen, dass als Ersatzgerät wieder die schon verbaute
Bauart gewählt wird.
2.2 Altanlagen
Bei einer Altanlage ist es denkbar, dass unterschiedliche
Typen von Stellungsreglern und Armaturen im Einsatz
sind. Generell bestehen folgende Handlungsoptionen:
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HauptbeitragLegende

nv
X
0
+
++

Merkmal nicht verfügbar
Merkmal vorhanden
Neutralpositiv
sehr positiv

Anbaugerät*1 Abhängig vom Stellungsreglerfabrikat

Stellungsregler

Stellungsregler

Stellungsregler Grenzsignalgeber

IEC 60534-6

VDI 3847

SamsonIntegriert

Konzept
Intelligenter
Grenzsignalgeber

nv

X

X

X

*1

optional

optional

X

Luftführung
Luftführung Antrieb - Stellungsregler
verrohrungsfrei durch Anflanschen
Antriebsbeschleierung
Beschleierung Hubabgriff

nv

nv

X

nicht relevant

Verblockung möglichnv

optionalnv

nv

Berührungslos

nv

nv

nv

X

Montagefreundlich

0

+

++

++

integriertes Magnetventil
externes Magnetventil ohne Verrohrung
anflanschbar
Druckminderer ohne Verrohrung
anflanschbar
Filter ohne Verrohrung anflanschbar*1*1

optional

X

nv

X

X

X

nv

nv

X

nv

nv

nv

X

nv

Manometeranschluss*1*1

optional

nv

Montagefehler mechanischer Anbau
Luftleitung Antrieb zu Stellungsregler
falsch montiert
Empfindlichkeit gegen Vibrationen

0

+

++

++

0

0

++

++

0

+

++

++

VentilstellungsabgriffFehlersicherheit

Verschmutzte Umgebung

0

0

++

++

Korrosive Umgebung

0

0

++

++

Umgebungstemperatur

0

0

++

+

Feuchte

0

0

++

++

Verschleißarm

0

0

+

++

Tabelle 1: Vergleich der Anbauvarianten

Phase des Lebenszyklus

Geräteeigenschaft

Beschaffung

Investitionskosten

Montage

Einfache, selbsterklärende Montage

Inbetriebnahme

Selbstabgleich, Bedienerfreundlichkeit, Parametrierungsaufwand

Betrieb

Verfügbarkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit

Wartung

Robustheit, notwendige Wartung, Wartungsumfang

Reparaturfall

Montageaufwand bei Wechsel, Aufwand für Parametrierung

Tabelle 2: Kostenrelevante Geräteeigenschaften im Lebenszyklus

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4 / 2012 mrüstung auf IEC 60534-6, falls dieser StandardUnoch nicht eingehalten wirdUmrüstung auf VDI/VDE 3847
Umrüstung auf Schnittstelle Samson integriert
Eine Nachrüstung aller Stellgeräte auf einen Standard erscheint wegen der hohen Investitionskosten unwahrscheinlich. Für den Reparaturfall gibt es zwei Möglichkeiten:
 ind die Antriebe bereits nach IEC 60534-6 oder eiS
nem anderen Standard ausgerüstet, so ist ein Ersatz
in gleicher Technologie zu erwägen.
Bei spezieller, keinem Standard entsprechender Montage des Stellungsreglers (zum Beispiel bei Altgeräten) ist es vorteilhaft, auf eine Montageart gemäß
einem der Standards überzugehen.
Idealerweise lässt sich ein Stellungsreglerfabrikat mit
Hilfe verschiedener Anbausätze für alle Optionen einsetzen (Bild 8).
Bei der Bewertung der Variante Anbau Samson integriert helfen folgende Aspekte:
Bild 5: Stellungsregler-Bauart 3730 von Samson

Bild 6:Integration vonStellungsregler
und Antrieb fürkleine Antriebe

Bild 7: Anbau mehrerer Zusatzkomponenten
an große Antriebe

Im wichtigsten Kriterium Verfügbarkeit bietet dervollständig gekapselte und mit Instrumentenluft beschleierte Anbauraum wesentliche Vorteile. Wegender hohen Kosten eines Anlagenstillstandes ist dieses Kriterium für Regelkreise ausschlaggebend. Noch
wichtiger wird dieser Aspekt in sicherheitsgerichteten Kreisen. Die Einstufung dieser Kreise nach
DIN EN 61511 (SIL) erfordert eine quantitative Bewertung der Ausfallwahrscheinlichkeit (PFD – Probability of failure on demand).
Bezüglich der Investitionskosten ist diese Lösung,insbesondere bei Lieferung aus einer Hand, etwa
gleichauf mit einem Anbau nach IEC 60534-6, abervorteilhaft gegenüber VDI/VDE 3847. Bei der letztgenannten Variante fällt insbesondere der hohe Materialaufwand ins Gewicht.
Wird ein Stellungsregler ausgetauscht, aber nicht das
Fabrikat gewechselt, so bietet der Anbau Samson integriert einfachste Voraussetzungen. Auch bei einem
Anbau nach IEC 60534-6 ist durch den speziellen
Montagesatz die Luftzufuhr am Anbausatz aufgelegt,
und damit fallen keine Verrohrungsarbeiten an. Wird
beim Austausch das Fabrikat des Stellungsreglers
gewechselt, so ist eine Montage nach VDI/VDE 3847
als herstellerübergreifende Norm vorteilhafter.
3. Diagnose durch Stellungsregler
Neben den direkten Kosten von Stellungsreglern und dem
Anbau sind auch weitere Gesichtspunkte zu berücksichtigen. In einer hierarchisch gestaffelten Betrachtung derLebenszykluskosten wären als nächstes die Kosten desStellgerätes in der Anlage zu bewerten. Entsprechend [8]bietet die Stellungsreglerdiagnose einen Werkzeugkasten,um hier entscheidend einzugreifen. Dieses mächtige
Werkzeug entfaltet seine volle Wirksamkeit dann, wenn
Stellungsregler und Stellgerät von einem Hersteller kommen. Es geht dabei beispielsweise um die komplexen Möglichkeiten und Verfahren unter den Stichworten „Durchflussmessung durch das Stellgerät“, „Leckageüberwaatp edition
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Hauptbeitrag

Referenzen[1]	IEC 60534-6[2]	Namur-Empfehlung NE 04: Anbau von Stellungsreglern
an Stellantrieben. September 2006[3]	V DI/VDE 3847 Blatt 1: Stellgeräte für strömende Stoffe– Schnittstelle zwischen Stellgerät und Stellungsregler– Stellgeräte mit Hubantrieb. Juli 2003[4]	V DI/VDE 3847 Blatt 2: Stellgeräte für strömende
Stoffe – Schnittstelle zwischen Stellgerät undStellungsregler – Stellgeräte mit Schwenkantrieb.
September 2004[5]	Bachmann, S.: Verbindungsfreudig und unkompliziert.
P&A 7/2010[6]	A RCA: „Herstellerneutraler rohrloser Stellungsregleranbau nach VDI/VDE 3847“, ARCA-ristics Nr. 63(12/2005)[7]	Karte, T., Kiesbauer, J., Schärtner, K.-B.: Intelligenter
Grenzsignalgeber für Auf/Zu-Armaturen in derProzesstechnik. atp – Automatisierungstechnische
Praxis 5/2009[8]	K iesbauer, J., Vnucec, D.: Lebenszykluskosten vonStellventilen – Neuer Ansatz zur Berechnung vonVentilauslegungen. atp – Automatisierungstechnische
Praxis 11/2010[9]	K iesbauer, J., König, G.: Ganzheitliches Asset Management bei Stellgeräten. Industriearmaturen 4/2005[10]	K iesbauer, J., Erben, S.: Integration kommunikationsfähiger Stellgeräte in Leitsysteme, atp – Automatisierungstechnische Praxis 8/2008

chung durch Körperschallsensor“, „Verschleißermittlung“, ausführliche Darstellungen finden sich in [9].
Erstaunlicherweise spielt diese Stimmigkeit zwischen
Stellgerät und Stellungsregler bei Diskussionen über Neuanlagen nicht immer die entscheidende Rolle. Vielmehrüberwiegt die Furcht, die Anbindung des Stellungsreglers an das übergeordnete Leitsystem könne bei Fabrikaten verschiedener Hersteller zu Inkompatibilitäten führen. Diese Schnittstelle zwischen Leitsystem und Feldgerät ist aber sehr detailliert genormt; es gilt die Vorgaben
der einschlägigen Standards konsequent zu beachten.
Hierfür betreiben einige namhafte Feldgerätehersteller,
wie Samson oder Endress+Hauser, spezielle Laboratorien.
Dort wird die Integration der Feldgeräte in verschiedene
Leitsysteme getestet. Im Smart Valve Integration Center
von Samson befassen sich die Ingenieure über Fragen der
Kompatibilität hinaus intensiv mit der Anwendungstechnik, die Stichworte sind hier vor allem „Intelligentes
Ventil“ und „Asset Management“ [10].
4. Technische Abgrenzung
Was lässt sich aus den bisherigen Ausführungen folgern? Ein mögliches Fazit könnte folgendermaßen gezogen werden: Bietet eine herstellerspezifische Lösung
Vorteile bezüglich Verfügbarkeit, so hat dieses Argument übergeordnete Bedeutung gegenüber der Verwendung einer standardisierten Schnittstelle. Für alle nicht
durch eine solche Lösung abgedeckten Einsatzfälle, wie
zum Beispiel den Anbau an große Antriebe, stellt die
VDI/VDE 3847 eine sinnvolle Ergänzung der IEC 60534-6

AutorenDr. rer. nat. Thomas Karte (geb. 1955) beschäftigt
sich bei der Samson AG mit der Anwendungstechnik elektropneumatischer Geräte. Er ist Mitglied im
FA 6.13 der GMA-VDI/VDE und im DKE GK 914.
Samson AG,
Mess- und Regeltechnik,
Weismüllerstr. 3, D-60314 Frankfurt am Main,
Tel. +49 (0) 69 40 09 20 86,
E-Mail: tkarte@samson.de

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Dipl.-Ing. (FH) Karl-Bernd Schärtner(geb. 1950) ist Leiter der Entwicklung
Pneumatik der Samson AG.
Samson AG,
Mess- und Regeltechnik,
Weismüllerstr. 3, D-60314 Frankfurt am Main,
Tel. +49 (0) 69 40 09 13 20,
E-Mail: kschaertner@samson.de

Dr.-Ing. Jörg Kiesbauer (geb. 1960) ist Mitglied
des Vorstandes für Forschung und Entwicklung derSamson AG. Normungsaktivitäten: Working
Group  9 Final Control Elements des IEC SC 65B,
DKE K 963 Stellgeräte für strömende Stoffe sowie
ISA SP 75 Control Valve Standards.

Dipl.-Ing. (FH) Frank Valentin-Rumpel(geb. 1968) ist Mitarbeiter der Entwicklungs­
abteilung Pneumatik der Samson AG undbeschäftigt sich als Projektleiter mit der
Entwicklung pneumatischer und elektro­
pneumatischer Geräte.

Samson AG,
Mess- und Regeltechnik,
Weismüllerstr. 3, D-60314 Frankfurt am Main,
Tel. +49 (0) 69 40 09 13 00,
E-Mail: drjkiesbauer@samson-ag.com

Samson AG,
Mess- und Regeltechnik,
Weismüllerstr. 3, D-60314 Frankfurt am Main,
Tel. +49 (0) 69 40 09 17 25,
E-Mail: fvalentin@samson.de

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dar. Wird das Verbesserungspotenzial für Antriebe und
Anbaugeräte grundsätzlich betrachtet, gilt es, folgendeÜberlegungen zu berücksichtigen:
Für kleine Anlagen, zum Beispiel im Technikumsmaßstab, sind die äußeren Abmessungen entscheidend.
In äußerster Konsequenz verlangt dies die Integration
von Stellungsregler und Antrieb (Bild 9). Das Stellgerät
wird als Unit betrachtet, die Schnittstellen zur Außenwelt sind das 4–20-mA-Signal zur Einspeisung des Sollwertes (beziehungsweise ein entsprechendes Bussignal)
und der Anschluss der Druckluft als Hilfsenergie. Bei
zuverlässiger Konstruktion und hoher Verfügbarkeit
stellt dies die optimale Lösung dar. Anders die Situation bei großen Antrieben: Hier kommen zusätzlich zum
Stellungsregler Zusatzkomponenten wie Booster, Magnetventile, Schnellentlüfter und andere Anbaugeräte
zum Einsatz. Einen solchen Aufbau zeigt Bild 10. Die
Kosten für den Aufbau dieser Komponenten, die spezielle Verrohrung und die einzelnen Fittings übersteigen
die Kosten eines Stellungsreglers bei weitem. Optimierungsmöglichkeiten ergeben sich unter anderem, wennabgestimmte Komponenten verwendet werden, die beispielsweise durch Flanschverbindungen montiert werden könnten. Das Regelungskonzept müsste alle Komponenten berücksichtigen. Die Diagnose von Stellungsregler und Ventil als wichtigstes Handlungsfeld zur
Erhöhung von Verfügbarkeit und Senkung der Wartungskosten wurde bereits erwähnt. Auch dieses Potenzial erschließt sich nur bei optimaler Anpassung aller
Komponenten aufeinander.
Zusammenfassung
Der Standard VDI/VDE 3847 schließt teilweise zum Standder Technik auf, wie er durch bereits verfügbare integrierte Antriebe vorgegeben ist. Er ergänzt vorhandene
Lösungen sinnvoll. Aus der spezifischen Situation – wie
zum Beispiel Altanlage, Neuanlage, Antriebsgröße, Ausfallverhalten der eingesetzten Feldgeräte, Logistiksituation – lässt sich durch Analyse der Lebenszykluskosten
aus den vorhandenen Möglichkeiten die spezifisch beste
Lösung auswählen. Demgegenüber erscheint eine flächendeckende Anwendung der VDI/VDE 3847 nicht optimal. Weitere Entwicklungen werden in Richtung Integration hin zu kompakten Stellgeräten und zur Minimierung von Schnittstellen gehen. Dabei gilt es, trotz verbesserter Technik und damit erhöhter Verfügbarkeit, die
Kosten zu senken. Insbesondere bei sehr großen und sehrkleinen Antrieben existiert noch Optimierungspotenzial.
Eine sinnvolle Normung ist hier schwer abzusehen. Es
wird erwartet, dass herstellerspezifische Lösungen am
ehesten der gestellten Aufgabe gerecht werden. Neben
den mechanischen Schnittstellen bietet die Stellungsreglerdiagnose das entscheidende und oft gewichtigere
Werkzeug zur Kostensenkung und Erhöhung der Verfügbarkeit. Insgesamt ergibt sich aus der Abstimmung vonAntrieb und Zusatzkomponenten ein höheres technisches und ökonomisches Potenzial als aus Standardisierung und Austauschbarkeit.
Manuskripteingang
08.11.2011
Im Peer-Review-Verfahren begutachtet

Herausforderung
Automatisierungstechnik

Mit dem atp-award werden zwei Autoren der atp edition für
hervorragende Beiträge ausgezeichnet. Ziel dieser Initiative
ist es, Wissenschaftler und Praktiker der Automatisierungstechnik anzuregen, ihre Ergebnisse und Erfahrungen in Veröffentlichungen zu fassen und die Wissenstransparenz in der
Automatisierungstechnik zu fördern. Teilnehmen kann jeder
Autor der zum Zeitpunkt der Veröffentlichung nicht älter als
35 Jahre ist. Nach Veröffentlichung eines Beitrags ist der Autor, wenn er die Bedingung erfüllt, automatisch im Pool. Die
Auswahl des Gewinners übernimmt die atp-Fachredaktion.
Derjenige Autor, der im Autorenteam der jüngste ist, erhält
stellvertretend für alle Autoren die Auszeichnung. Der Preis
wird in zwei Kategorien ausgelobt: Industrie und Hochschule.
Die Kategorienermittlung ergibt sich aus der in dem Beitragangegebenen Adresse des jüngsten Autors.

Veröffentlichungen – Beitrag zum Wissenspool im
Fachgebiet Automatisierungstechnik
Die Entwicklung eines Wissensgebietes erfolgt durch einenkooperativen Prozess zwischen wissenschaftlicher Grundlagenforschung, Konzept- und Lösungsentwicklung und Anwendung in der Praxis. Ein solcher Prozess bedarf einer gemeinsamen Informationsplattform. Veröffentlichungensind die essentielle Basis eines solchen Informationspools.
Der atp-award fördert den wissenschaftlichen Austauschim dynamischen Feld der Automationstechnik. Nachwuchsingenieure sollen gezielt ihre Forschungen präsentieren
können und so leichter den Zugang zur Community erhalten.
Der Preis ist mit einer Prämie von jeweils 2000€ dotiert.

Die Auswahl erfolgt in zwei Stufen:
Voraussetzung für die Teilnahme ist die Veröffentlichungdes Beitrags in der atp edition. Jeder Aufsatz, der als Hauptbeitrag für die atp edition eingereicht wird, durchläuft dasPeer-Review-Verfahren. Die letzte Entscheidung zur Veröffentlichung liegt beim Chefredakteur. Wird ein Beitrag veröffentlicht, kommt er automatisch in den Pool der atp-awardBewerber, vorausgesetzt einer der Autoren ist zum Zeitpunkt
der Veröffentlichung nicht älter als 35 Jahre. Ausgezeichnet
wird der jüngste Autor stellvertretend für alle Autoren derGruppe. Eine Jury aus Vertretern der atp-Fachredaktion
und des -Beirats ermittelt schließlich den Gewinner in den
jeweiligen Kategorien Hochschule und Industrie.
Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.

Beiträge richten Sie bitte an:
Oldenbourg Industrieverlag GmbH
Herrn Prof. Leon Urbas
Chefredakteur atp edition / automatisieren! by atp
Rosenheimer Straße 145 • 81761 München
Tel. +49 (0) 89 45051 418 • E-Mail: urbas@oiv.de
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