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Feuerungsmanagementsystem Siemens LMV 5

feuerungsmanagement

Brenner- Managementsystem LMV5…

Das Brenner-Managementsystem LMV5…ist für die Steuerung und Überwachung von Gebläsebrennern im mittleren und großen Leistungsbereich konzipiert und ist für viele Applikationen universell einsetzbar. Beim LMV5… sind Feuerungsautomat, elektronische Verbundsteuerung und Dichtekontrolle standardmäßig in einem Grundgerät integriert. Die Zeiten und das Ablaufdiagramm sind beim Feuerungsautomaten variabel und damit der Anlage bzw. der Applikation anpassbar.
Je nach Anwendung ist auch ein Zünden ohne Vorlüftung möglich. Optional kann das Grundgerät mit einem Leistungsregler, einer Frequenzumrichteransteuerung und einer
O2-Verbrennungsoptimierung ausgestattet werden. Die Leistungsregelung in Form einer PID- Temperatur- oder Druckregelung enthält einen Algorithmus zum materialschonenden Kaltstart eines Warmwasser- Dampfkessels bzw. einer Brenn-kammer. Der PID- Temperatur- Leistungsregler mit seinem Temperaturregelbereich bis 850°C verfügt zudem über einen integrierten elektronischen Sicherheitstemperaturwächter. Der Einsatz im Dauerbetrieb ist zusammen mit dem universellen Infrarot- Flammenfühler oder einer Ionisationssonde ohne Probleme möglich. Der Infrarot- Flackerdetektor QRI eignet sich hervorragend für die thermische Nachverbrennung, da die zu reinigende Abluft meist Lösungsmittel enthält, die UV-Licht absorbieren, aber keinen Einfluss auf die Infrarotstrahlung haben. Der QRI- Flammenfühler ist ein sehr empfindlicher Fühler in einfacher Bauweise. Für die verschiedenen Applikationen ist er dabei als Frontlicht- oder Seitenlicht- variante flexibel einsetzbar. Folgendes Bild zeigt das Brenner-Managementsystem LMV52… mit den abgestimmten Komponenten:

LMV5

  • Grundgerät LMV52 mit integriertem Leistungsregler
  • Stellantriebe (SQM4 oder SQM48)
  • O2-Modul mit O2-Fühler QGO20
  • Infrarot Flammenfühler QRI
  • Frequenzumrichter (FU),
  • Anzeige- und Bedieneinheit AZL5

 

Separate Ein- und Ausgänge für Öl-/Gasbetrieb sichern die präzise Diagnose der angeschlossenen Komponenten und ermöglichen einen Zweistoffbrennbetrieb ohne externe Relais. Alle anderen Systemkomponenten sind mit dem mikroprozessorgesteuerten Feuerungsautomaten LMV5… abgestimmt. Dies garantiert ein perfektes Zusammenspiel aller Geräte, wodurch eine aufwändige Anpassung der Einzelkomponenten entfällt und was somit zu einer Kosteneinsparung bei der Inbetriebnahme führt.

Die verschiedenen Stellantriebe kommunizieren mit dem LMV5… über den CAN- Bus und die unterschiedlichen Antriebsvarianten sind ohne Nachjustierung jederzeit austauschbar. Die variablen Laufzeiten der Stellantriebe ermöglichen eine optimale Anpassung an die Prozessbedingungen und an die verwendeten System-komponenten. Durch die Genauigkeit der Antriebe können in Verbindung mit dem LMV5…bei den Anwendungen niedrigere NOX– Werte erzielt werden. Daneben kann durch die hohe Wiederholgenauigkeit der Stellantriebe der Regelbereich der Anlage vergrößert werden. Dies steigert die Effizienz der Anlage und verbessert die Kontinuität des Prozesses.

Für die Betriebsoptimierung kann ein O2- Fühler und/oder ein Abgasfühler ange-schlossen und aktiviert werden. Beim Überschreiten der eingestellten O2- bzw. der Abgastemperaturwarnschwelle wird eine Warnung ausgegeben. Ein Anstieg des O2- Wertes oder der Abgastemperatur ist ein Hinweis für erhöhte Verluste, d.h. die Anlage sollte überprüft und gegebenenfalls gereinigt werden. Die Warnschwelle kann für Gas- und Ölbetrieb getrennt eingestellt werden.

Einbindung des Brenner-Managementsystems

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Das Brenner- Managementsystem LMV5…kann über eine offene, standardisierte Kommunikationsschnittstelle in verschiedene übergeordnete Prozessleitsysteme integriert werden. Über das Modbus- RTU- Protokoll ist eine einfache und kostengünstige Integration sowohl in Siemens S7SPS- Systeme als auch in Gebäudeautomationssysteme möglich. Eine optimale Kesselfolgeschaltung kann durch die übergeordneten Automationsregler über diese Bus- Kommunikation erfolgen. Die interne Kommunikation mit den sicherheitsrelevanten Komponenten wie Stellantrieben, dem O2- Modul sowie der Anzeige- und Bedieneinheit findet beim LMV5…- System über den sicherheitsgerichteten CAN- Systembus statt. Über die integrierte Modbus- Schnittstelle können zudem Bedienanlagen mit Touchpanels sowie die Fernwartung der Anlage realisiert werden. Weiterhin ist auf diese Weise eine autonome Alarmierung an den Brennerservice im Fehlerfall möglich. Alle relevanten Anlagendaten sowie eine Störungshistorie der letzten Störungen können zur schnellen und zielgerichteten Diagnose mit einem Modbus- Alarmmodem übermittelt werden. Gleichzeitig werden die Diagnosedaten an der  Anzeigeeinheit der Anlage angezeigt. Die Anbindung an SPS-Systeme, wie z.B. SIMATIC S7, kann direkt über Modbus oder Buskoppelmodule Profibus DP/Modbus erfolgen. Die erforderliche Kopplungssoftware ist standardisiert und es brauchen nur die Visualisierungsdaten an die Anlage bzw. an die Kundenwünsche angepasst zu werden.

Im Bereich der Gebäudeautomation ist die Anbindung des Brennermanagement-systems an die Unterstationen zur HLK- Regelung, wie z.B. Desigo PX Open über den Modbus möglich. Die Anbindung an die Managementebene im Gebäudebereich wird über BACnet/LON oder BACnet/Ethernet/IP realisiert.

Beschreibung der Komponenten

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LMV52.200A2: Brenner-Managementsystem für den Anschluss von max. 6 Stellantrieben, mit integrierter PID- Leistungsregelung, Ansteuerung eines Frequenzumrichters, integrierter O2- Regelung.

SQM45.295A9: Stellantrieb, Nenndrehmoment 3 Nm, Laufzeit 10…120 s, Ansteuerung und Rückmeldung über CAN-Bus, Schrittmotor, Frontmontage, D-Welle.

QRI2A2.B180B: Infrarot-Flammenfühler, universeller Flammenfühler für Öl- und Gasflamme, geeignet für intermittierender Betrieb und Dauerbetrieb, mit integriertem Flammensignalverstärker.

AZL52.00A1: Anzeige- und Bedieneinheit, abgesetzte Einheit zum Fronteinbau mit Textdisplay 4 x 16 Zeichen, 4 Tasten, Echtzeituhr und Modbus- Schnittstelle, 6 Bediensprachen.

VGD40.040: Gasdoppelventil der Klasse A für den Einbau in Gasstraßen, Sicherheitsabsperrventile nach EN 161 in Verbindung mit SKP…

SKP15.000E2: Stellantrieb für Gasventile, Netzspannung AC 220…240 V, einstufig öffnend und schließend, ohne Endschalter.

SKP25.003.E2: Stellantrieb für Gasventile, Netzspannung AC 220…240 V, einstufig öffnend und schließend, ohne Endschalter, mit Konstantdruckregler bis 250 mbar mit entsprechender Sollwertfeder.

 

 

 

 

Alle Systemkomponenten sind mit dem mikroprozessorgesteuerten Feuerungs-automaten LMV5… abgestimmt. Dies garantiert ein perfektes Zusammenwirken aller Geräte. Eine aufwendige Anpassung entfällt. Alle Signale beim LMV5… werden redundant durch zwei leistungsfähige Prozessoren zweikanalig verarbeitet und ständig untereinander abgeglichen. Alle Komponenten sind gegen EMV- Einflüsse getestet und für die harten Bedingungen des industriellen Einsatzes geeignet.

 

Fazit

Da beim LMV5… Feuerungsautomat, elektrische Verbundsteuerung, Leistungs-regelung
und Dichtekontrolle standardmäßig in einem Grundgerät integriert sind, bedeutet dies neben dem geringen Engineeringaufwand eine einfachere Montage und vor allem einen Ausschluss von möglichen Verdrahtungsfehlern.

Insgesamt hat das Brenner-Managementsystem LMV5… folgende Vorteile:

  • Kompakte Ausführung, d.h. wenige Komponenten.
  • Geringer Verdrahtungsaufwand, da wenige Komponenten.
  • Geringer Platzbedarf für die Steuer- und Regelungskomponenten
  • Einfache Fehlersuche und Fehlerdiagnose durch ein integriertes Diagnosesystem und Reduzierung der Fehleranfälligkeit durch die geringe Anzahl der Einzelkomponenten und durch die geringe Verdrahtung (Bus- Kommunikation).
  • Service ist einfach, da der Servicetechniker bereits über den Fehler vorab informiert wird und er weiß welche Ersatzteilkomponenten er mit sich führen muss.
  • Brenner- Managementsystem ist kommunikationsfähig und ist auch an die Leittechnik und an übergeordnete Systeme anschließbar und kann von dort aus bedient werden.
  • Einfacher Austausch des Grundgerätes, da alle Parameter redundant verfügbar sind. D.h. alle Parameter können im Austauschfall über das Backup vom Grundgerät oder von der Anzeige- und Bedieneinheit systemintern wieder aktiviert werden.
  • Komponenten wie z.B. Stellantriebe können einfach getauscht werden und brauchen nach dem Austausch nicht neu konfiguriert zu werden, da alle Parameter im Grundgerät gespeichert sind.

All diese Vorteile zeigen, dass ein innovatives Brenner-Managementsystem neben einer Energieeinsparung und einer Verbesserung der Verbrennungsqualität auch zu einer Kosteneinsparung bei der Installation, der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb führt.

LMV5_Vorteile.pdf 

 

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