SIPART PS2 online diagnostic functions

SIPART PS2 online diagnostic functions

Makes valve control easy One positioner for all demands Handles any valve (Flexibility) + Standard and non standard applications + All in One package + Upgrade to your needs + International certified + For all environments + Easy maintenance + Proven in actual use + Integrate able in control systems + Extended diagnostics capabilities + Easy and fast commissioning (No Brainer) + Upgradable pneumatic performance + Page 2

Two decades of engineering This offers many benefits SIPART PS2 Feature / Function Benefit u Makrolon (Glass-fiber reinforced polycarbonate) u Low price and weight u Aluminum with two component urethane based thick film u High robustness u Flameproof aluminum enclosure with display and push buttons u Commissioning and parameterizing in Ex zone u Austenitic stainless 316 u Solves offshore requirements Page 5

The Green Siemens positioner Extremely low air consumption BASELINE AVERAGE POSITIONER INSTALLED: Energy consumption for compressed air generation alone of approx. 560 kwh Costs of approx. 34 Euros for compressed air generation alone and CO2 emissions of approx. 354 kg SIPART PS2: Energy consumption for compressed air generation alone of approx. 33 kwh Costs of approx. 2 Euros for compressed air generation alone and CO2 emissions of approx. 21 kg Assumptions: compressor of 6.38 kwmin/m3 specific CO2 emission of 631 CO2 g/kwh energy price of 6 Ct/kWh Page 6

SIPART PS2: Take advantage and extend the functionalities Simple operation and commissioning via Pushbuttons and Display (standard on every device) via Asset Mgmt system via Handheld via DCS Easy modular extension of device functionality via retrofitable optional modules 4-20 ma Feedback module Alarmmodul Slot Initiator Module (SIA) Mechanical limit switch module EMC Filtermodule Easy spare parts concept via retrofitable spare parts Pneumatics Electronics Small parts, etc. Page 8

SIPART PS2 on any type of valves SIPART PS2 megoldjuk!!! Hmm mennyi féle alkalmazás, és hányféle különböző szelep ez nehéz lesz SIEMENS Page 9

Stainless steel package Page 10 à For corrosive, aggressive or salty environment, plants and applications next to the sea, pharma, food & beverage, etc.

SIPART PS2 Be even more flexible: Remote Mount (NCS Sensor) Non Contacting Sensor (NCS) on Linear Actuator and Rotary Actuator Higher temperatures + higher IP rating Low in mass Easy mounting No wearing off of mechanical parts à for remote applications à for extreme vibrations à for small strokes Page 13

SIPART PS2 Extended Diagnostics Why? To prevent e.g. something like this: Plug Stem Stuffing box Valve Plug seat Page 16

Diagnostic functions Page 17

Diagnostic Enhancements Temperature Az alaplapon elhelyezett Pt100 érzékelő mutatja a hőmérsékletet Erre a mérésre lehet riasztásokat beállítani (magas és alacsony hőmérsékletre külön) olyan alkalmazásoknál, ahol túl magas vagy túl alacsony hőmérsékletek is előfordulhatnak. Page 18

Diagnostic Enhancements General fault 100 % Position 50% A pozicionáló az inicializálás során készít egy tipikus löket modelt (görbét), és ehhez hasonlítja a szelep mindenkori működését. A pozicionáló megtanulja a tipikus eltéréseket [beállított/elvárt pozició a teljes löket %-kában] Ez egy intelligens online diagnosztikai funkció: ha gyakrabban előfordul az eltérés, akkor egy belső szűrőn keresztül nő a paraméter értéke, és így aktiválódik a riasztás. 0% Time w setpoint x estimated reaction curve t tolerance band added x real reaction curve Page 19

Diagnostic Enhancements Number of strokes Page 20

Diagnostic Enhancements Direction changes Page 21

Extended diagnostic functions Leakage test A pozicionáló az impulzus hosszak, a szünethosszak, az aktuális reakció és az inicializáláskor mentett reakció alapján minden 50ms-ban számolja a szivárgásfaktort.. Ha ez az érték növekszik, akkor a pozicionáló szivárgást jelez. Érdemes ezt az értéket a készülék diagnosztikában figyelni, és ez alapján beállítani a határértékeket. Page 22

Pneumatic Leakage Sources of pneumatic leakage: Piping/ Fitting Actuator diaphragm Actuator housing Positioner connection Booster Pressure gauges Page 23

Control Valve without Leakage Position = Setpoint = Actual Position = Deadband Time Page 24

Control Valve with Leakage Position = Setpoint = Actual Position = Deadband = Positioner Control Action Time Page 25

Control Valve with Leakage Leakage Compensation Active Short Term Position = Setpoint = Actual Position = Deadband = Positioner Control Action = Positioner Compensation Action Time Page 26

Control Valve with Leakage Leakage Compensation Active Long Term Position = Setpoint = Actual Position = Deadband = Positioner Control Action = Positioner Compensation Action Time Page 27

Leakage Compensation Benefits Pro: Improves Control behavior Easy setup: Leakage Compensation is integrated in the Online Leakage Diagnostic feature User get information via Display and communication No Leakage Leakage detected and get s compensated // Online leakage limit 1 exceeded Leakage has reached the compensation limit of 2% of total positioner air // Online leakage limit 1 exceeded Online leakage limit 3 exceeded Page 28

Leakage Compensation Parameter C-LEAK The leakage monitoring function and leakage compensation function is combined under C. LEAK By switching C. LEAK to On the monitoring and compensation starts: Check the actual leakage and leakage compensation values: Page 29

Extended diagnostic functions Growing deposit detection - continuous processes Page 30

Extended diagnostic functions Valve tear off detection - continuous processes Page 31

Extended diagnostic functions Continuous processes Position 100 % REF P AVG P AVG bad compares 50% 35% compares 35% 27% 0% Time Tipikusan az adagolási folyamatok nagyon egyértelmű mennyiségekkel zajlanak, ezért a szelepek átlagos pozíciója állandó. A pozicionáló egy referencia értékhez tudja hasonlítani az aktuális átlagos pozíciót, így adva információt a lerakódásról vagy kopásról. Page 32

Extended diagnostic functions Growing deposit detection Az inicializálás során a pozicionáló megtanulja a szelep végpontjainak helyzetét. Ha a tömör zárás funkció aktiválva van, a pozicionáló jelzi, ha eltérés van az aktuális mechanikai végpont és az inicializáláskor megtanult végpont között. A három jelzésszintet a löket eltéréseknek megfelelően lehet megadni, így azok a lerakódás vagy az elhasználódás mértékét jelzik. Page 33

Extended diagnostic functions Valve tear off detection Az inicializálás során a pozicionáló megtanulja a szelep végpontjainak helyzetét. Ha a tömör zárás funkció aktiválva van, a pozicionáló jelzi, ha eltérés van az aktuális mechanikai végpont és az inicializáláskor megtanult végpont között. A három jelzésszintet a löket eltéréseknek megfelelően lehet megadni, így azok a lerakódás vagy az elhasználódás mértékét jelzik. Page 34

Extended diagnostic functions Stiction of the stuffing box A pozicionáló automatikusan változtatja a holtzónát azért, hogy a szelep ne használódjon el a folyamatos túlszabályozás következtében. Emellett a holtzóna rögzíthető is adott értéken. Amennyiben AUTO funkció van beállítva, a felhasználó folyamatosan figyelheti az értéket. Page 35

Extended diagnostic functions Partial blockades A pozicionáló 10ms-ként ellenőrzi a mozgást és észreveszi az ugrásokat, melyeket a szelep szorulása okozhat. Amint ezek gyakrabban előfordulnak a pozicionáló ennek megfelelően növeli a faktort és aktiválja a jelzést a felhasználó által beállított szinteknek megfelelően.. Page 36

Extended diagnostic functions Partial Stroke Test (PST) Page 37

Extended diagnostic functions Partial Stroke Test (PST) Indítható a nyomógombokkal, digitális bemeneten, DCS-ről, kommunikátorról, vagy automatikusan rendszeres időközönként. 3 riasztási szint adható meg igény szerint Mindig a referencia PST-hez viszonyít A mérési idő alapján a pozicionáló segítségével egy esetleges szelep beragadás is felfedezhető Ts Page 38

Diagnostic Enhancements Partial Stroke Test (PST) enhancements Page 39

Extended diagnostic functions Realisation à no messages (failure free operation) à maintenance request à urgent maintenance request à (imminent) armature failure Extended diagnostics OFF Extended diagnostics ON 1 via alarm output Limit A1 and A2 Extended diagnostics ON 2 via alarm output via limit A2 Limit A1 Extended diagnostics ON 3 via alarm output via limit A2 via limit A1 Page 40

Diagnostic Offline Test via HART 7 Full Stroke Test (FST) based on IEC 61514-2 Page 41

Diagnostic Offline Test via HART 7 Step Response Test (SRT) based on IEC 61514-2 Page 42

Diagnostic Offline Test via HART 7 Multi Step Response Test (MSRT) based on IEC 61514-2 Page 43

Diagnostic Offline Test via HART 7 Valve Performance Test (VPT) based on IEC 61298-2 3 Cycles 22 Measuring Points per Cycle 66 Measuring Points in Total Results: Hysteresis; Non-linearity; Non-repeatability; Maximum measured error; Inaccuracy up / down IEC 61298-2 Process measurement and control devices General methods and procedures fro evaluation performance Page 44

IEC1514-2 Step response of a positioner Page 45

IEC 61298-2 Measurement value table Page 46

Diagnostic Enhancements Offline leakage function Page 47

Diagnostic Cockpit Diagnostic facts just a click away! Page 48

Diagnostic Enhancements Logbook + Timestamp The last 30 events are logged in the device Page 49

SIPART PS2 Extended diagnostics: PST functionality with S7-400FH and PCS7 In each and every case, the examination on site demonstrated that the Partial Stroke Test detected the faults malfunction of the emergency shutdown valve due to the valve being stuck in the open position, and failure of the control valve. TÜV Süd Industrie Service GmbH TÜV Süd Industrie Service GmbH Page 50

Valve applications with need for Speed Applications: Process driven demand, e.g. Pressure Swing Absorber (PSA) to separate gases Economical driven demand, e.g. storage application (tank farms), filling application Safety driven demands, e.g. safety-related valves Condition: Tight closing valves Page 51

Fast Open / Fast Close - What are the real benefits? Pro: Speed up application Save expensive compressed air No additional hardware (Booster) Easy setup Tight close valve Position 100% 40% = Setpoint = Actual Position Tight Close = Actual Position Fast Open/ Fast Close 0% Time (sec) Page 52

Closed state Tight Close Fast Open/ Fast Close Deflate Actuator Completely Stop Actuator Deflation 0 5 1 5 Detect End Stop Page 53

Open state Tight Close Fast Open/ Fast Close Inflate Actuator Completely Stop Actuator Inflation 5 5 3 5 Detect End Stop Page 54

End stop behaviour Parameter YCLS Page 55

The Integrated Volume Booster (IVB) Pro: Less piping effort Compact design Pre-assembled ordering Page 56

Why a booster? Pro: Drive large actuators Contra: Additional hardware Tricky to set up Page 57

New Booster Setup Conventional New Setpoint Position Feedback Page 58

How does the new Booster Setup work? Position 70% 30% = Setpoint = Actual Position Time Page 59

Booster Setup Parameter PNEUM Page 60

Booster Setup Workflow Page 61

SIPART PS2 Extended diagnostics: Interoperatibility Page 62

The necessary accessories SIPART PS2 4-20mA / HART FW 5.01.00 Operating Instructions A5E00074631-AC EDD - SIMATIC PDM 23.00.00 EDD - AMS 23.00.00 EDD - FC375/ 475 23.00.00 EDD - SITRANS DTM V4.1 (SITRANS DTM V4.1) 23.00.00 (V4.1) Page 63

Köszönöm a figyelmet! Műszaki támogató Siemens Zrt. Digital Factory / Process Industries & Drives H-1143 Budapest, Gizella út 51-57. Tel.: +36 1 471 1805 Fax: +36 1 471 1704 Mobil: +36 30 343 1072 siemens.hu/muszer Page 64