GDB181.1E/3 Kompaktowy regulator z siłownikiem, 0..10 [V], 24 [V] AC, 5 [Nm], 150 [s]

GDB181.1E/3 to kompaktowy regulator VAV OpenAir™ serii E firmy Siemens, łączący w jednej obudowie siłownik przepustnicy 5 Nm, bardzo dokładny czujnik różnicy ciśnień oraz konfigurowalny regulator przepływu powietrza. Urządzenie zasilane jest z sieci AC 24 V, fabrycznie wyposażone w 0,9‑metrowy przewód przyłączeniowy i przeznaczone do regulacji stałego (CAV) lub zmiennego (VAV) przepływu powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: OpenAir™, seria E
• Model: GDB181.1E/3
• Typ urządzenia: kompaktowy regulator VAV (siłownik przepustnicy + czujnik Δp + regulator przepływu)
• Zastosowanie: regulacja stałego lub zmiennego przepływu powietrza (CAV/VAV) w instalacjach wentylacyjno‑klimatyzacyjnych
• Napięcie zasilania: AC 24 V ±20%, 50/60 Hz, SELV/PELV
• Nominalny moment obrotowy siłownika: 5 Nm
• Maksymalny moment obrotowy: < 7 Nm
• Kąt obrotu przepustnicy: nominalnie 90°, maksymalnie 95° ±2°, zakres roboczy może być mechanicznie ograniczony w przedziale 0…90°
• Czas obrotu o 90°: 150 s (50 Hz) / 125 s (60 Hz)
• Zintegrowany czujnik różnicy ciśnień: zakres pracy 0…300 Pa, zakres pomiarowy 0…500 Pa
• Dokładność przetwornika Δp: błąd zera ±0,2 Pa, błąd całkowity ±4,5% wartości mierzonej, dryft ±0,1 Pa/rok
• Maks. dopuszczalne ciśnienie robocze / przeciążenie jednostronne: 3000 Pa
• Regulator przepływu powietrza: regulacja 3‑punktowa z histerezą, z nastawami Vmin, Vmid, Vmax, Vn
• Tryby pracy: VAV/CAV (Type "con"), czujnik Δp z siłownikiem 3‑pozycyjnym (Type "3P"), CAV ze stopniami otwarcia (Type "STP")
• Wejście wartości zadanej YC: 0/2…10 V DC (maks. 35 V DC)
• Wejścia sterujące Y1, Y2: wejścia 3‑pozycyjne (styk przełączający do G0, 0 V DC / 8 mA)
• Wyjście sygnału zwrotnego U: 0/2…10 V DC (ograniczone do 12 V DC), ±1 mA, konfigurowalne (przepływ lub pozycja)
• Stała czasowa sygnału zwrotnego U: 0,05…5 s, rozdzielczość 0,01 s, nastawa fabryczna 1 s
• Sygnalizacja LED: zielona – praca, czerwona migająca – zamienione rurki ciśnienia, czerwona ciągła – awaria czujnika Δp, LED wyłączona – brak zasilania
• Przyłącza ciśnienia: dwa króćce (wysokie „+” i niskie ciśnienie), do węży o średnicy wewnętrznej 3…8 mm
• Kabel przyłączeniowy: fabrycznie zamontowany, długość 0,9 m, 6 × 0,75 mm²
• Stopień ochrony obudowy: IP54 (zgodnie z EN 60529, przy montażu zgodnym z instrukcją)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730
• Zakres temperatury pracy: 0…50 °C
• Zakres temperatury transportu i składowania: −25…70 °C
• Wilgotność (praca / składowanie): < 95% r.h., bez kondensacji
• Wymiary (szer. × wys. × gł.): 71 × 158 × 61 mm
• Masa: ok. 0,6 kg (bez opakowania)
• Pasujące osie przepustnic: okrągłe 8…16 mm, okrągłe z elementem centrującym 8…10 mm, kwadratowe 6…12,8 mm; minimalna długość osi 15 mm; twardość ≤300 HV

Zastosowanie

Regulator kompaktowy GDB181.1E/3 jest przeznaczony do sterowania przepływem powietrza w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w szczególności w systemach VAV box (moduły VAV).

• Sterowanie powietrzem nawiewanym – precyzyjna regulacja strumienia powietrza dostarczanego do pomieszczeń.
• Sterowanie powietrzem wywiewanym – stabilizacja strumienia powietrza usuwanego z pomieszczeń.
• Regulacja kaskadowa nawiew/wywiew:
  • kaskada ze współczynnikiem 1:1,
  • kaskada proporcjonalna (nadciśnienie / podciśnienie),
  • kaskada różnicowa (utrzymywanie różnicy strumieni nawiewu i wywiewu).
• Przepustnice powietrza wymagające momentu 5 Nm – bezpośredni napęd osi przepustnicy w centralach, skrzynkach VAV, kanałach itp.

Urządzenie nie jest przeznaczone do pracy w środowisku, w którym powietrze jest nasycone tłuszczami, lepkimi cząstkami lub substancjami agresywnymi.

GDB181.1E/3 może współpracować z regulatorami pomieszczeniowymi i nadrzędnymi Siemens, m.in.:

• Regulatory pomieszczeniowe: RCU5.., RCU6.., RDU5.., RDG4.., RX..
• Regulatory uniwersalne: RLU2.., RMU7..
• Narzędzia serwisowe i konfiguracyjne: urządzenie nastawcze AST20 (dla serii E i wyższych), konwerter AST11, oprogramowanie ACS941

W praktyce GDB181.1E/3 jest zwykle fabrycznie montowany i wstępnie konfigurowany przez producenta urządzeń VAV (OEM), co upraszcza uruchomienie instalacji. Parametr nominalnego przepływu Vn jest zwykle ustawiany przez OEM.

Funkcje i działanie

Budowa urządzenia

• Śruba mocująca do osi przepustnicy – bezpośrednie mocowanie na osi przepustnicy o przekroju okrągłym lub kwadratowym.
• LED sygnalizacyjny – informuje o stanie pracy i błędach (opis niżej).
• Złącze interfejsu serwisowego (pod osłoną) – 7‑pinowe (seria E), do podłączania narzędzi AST20/AST11 z ACS941.
• Króciec przyłączeniowy ciśnienia niskiego – podłączenie strony niskiego ciśnienia instalacji VAV.
• Króciec przyłączeniowy ciśnienia wysokiego „+” – podłączenie strony wysokiego ciśnienia.
• 6‑żyłowy kabel podłączeniowy – przewód zasilająco‑sygnałowy 0,9 m (G, G0, Y1, Y2, YC, U).
• Odłączenie napędu – element umożliwiający mechaniczne rozłączenie napędu z osią przepustnicy.
• Wskaźnik położenia przepustnicy – czytelna wskazówka kąta otwarcia na obudowie siłownika.
• Śruba ograniczająca zakres obrotu – pozwala mechanicznie ograniczyć zakres obrotu w granicach 0…90°.

Regulacja zmiennego przepływu powietrza (VAV) – tryb „con”

W podstawowej konfiguracji Type = "con" kompaktowy regulator VAV pracuje jako regulator zmiennego przepływu powietrza. Na wejście YC podawany jest sygnał wartości zadanej 0…10 V lub 2…10 V DC, odpowiadający zakresowi od Vmin do Vmax.

• Nastawa fabryczna Siemens: Type = con, YC = 0…10 V DC.
• Vn: 1…3,16 (rozdz. 0,01) – współczynnik określający charakterystykę przepływu powietrza; fabrycznie 1,00.
  • Vn = 1 odpowiada 300 Pa przy nominalnym przepływie powietrza,
  • Vn = 3,16 odpowiada 30 Pa przy nominalnym przepływie.
• Vmax: 20…120% (rozdz. 1%, fabrycznie 100%) – maksymalny przepływ powietrza.
• Vmin: −20…100% (rozdz. 1%, fabrycznie 0%) – minimalny przepływ powietrza. Ustawienie Vmin ≤ 0% przy YC = 0 V odpowiada pozycji „pełne zamknięcie przepustnicy”.
• Kierunek obrotu (Dir): r (w prawo) lub L (w lewo), definiowany w parametrach – decyduje, który kierunek jest „otwieraniem”.
• Algorytm regulacji: 3‑punktowa regulacja z histerezą, sterująca siłownikiem tak, aby utrzymać zadany przepływ powietrza.

Za pomocą wejść Y1 i Y2 można w trybie VAV wymusić:

• pełne otwarcie przepustnicy niezależnie od sygnału YC,
• pełne zamknięcie przepustnicy niezależnie od sygnału YC.

Regulacja stałego przepływu powietrza (CAV) – tryb „con”

Gdy wejście YC jest niepodłączone, regulator GDB181.1E/3 pracuje w trybie CAV z nastawą jednego z poziomów przepływu:

• Vmin – ustawiany sygnałami na Y1/Y2 jako dolny limit stałego przepływu,
• Vmax – ustawiany sygnałami na Y1/Y2 jako górny limit stałego przepływu.

Tryb CAV jest możliwy również przy stałej wartości zadanej podanej na YC. Ustawienie Vmin ≤ 0% powoduje, że przepustnica ustawia się w pozycji „pełne zamknięcie”.

Tryb czujnika różnicy ciśnień z siłownikiem 3‑pozycyjnym – „3P”

W trybie Type = "3P" kompaktowy regulator VAV pełni rolę:

• czujnika różnicy ciśnień (przetwornik Δp z wyjściem analogowym U = 0/2…10 V DC),
• siłownika 3‑pozycyjnego przepustnicy sterowanego z regulatora nadrzędnego.

W tym trybie:

• Regulacja przepływu po stronie GDB181.1E/3 jest wyłączona – kontrolę przejmuje nadrzędny regulator (np. kaskada temperatura/przepływ).
• Wejścia Y1 i Y2 sterują ruchem siłownika (otwieranie / zamykanie / zatrzymanie) jako typowe wejścia 3‑pozycyjne.
• Parametry Vmin i Vmax nie są w tym trybie wykorzystywane.

Tryb CAV ze stopniami otwarcia – „STP”

W trybie Type = "STP" GDB181.1E/3 może pracować jako regulator CAV z czterema poziomami przepływu:

• Zamknięty,
• Vmin,
• Vmid (regulowana wartość pośrednia, fabrycznie 50%),
• Vmax,
• Pełne otwarcie przepustnicy.

Poziomy te są wybierane kombinacją sygnału na wejściu YC (np. YC < 1 V → Vmin, YC > 9 V → Vmax) i stanów wejść Y1, Y2. Ustawienie Vmin ≤ 0% ponownie odpowiada pozycji „pełne zamknięcie”.

Parametryzacja i dostosowanie

Wszystkie parametry GDB181.1E/3 są konfigurowane za pomocą narzędzi serwisowych (AST20, AST11, ACS941). Kluczowe ustawienia to:

• YC: wybór zakresu 0…10 V lub 2…10 V jako sygnału wartości zadanej przepływu (domyślnie 0…10 V w trybie „con”).
• U (sygnał zwrotny):
  • FLW – bieżący zmierzony przepływ powietrza,
  • POS – położenie przepustnicy.
  • Zakres wyjścia: 0…10 V lub 2…10 V DC.
  • Stała czasowa U: 0,05…5 s (fabrycznie 1 s) – filtracja/dynamiczna odpowiedź sygnału.
• ADP (adaptacyjny tryb pracy):
  • Off – standardowe skalowanie 0°…90° → 0…100%.
  • On – tryb adaptacyjny, np. 0°…60° → 0…100% dla sygnału położenia przepustnicy.
• Elevation asl: 0…5000 m (krok 500 m, fabrycznie 500 m) – kompensacja wysokości nad poziomem morza dla dokładnego pomiaru Δp.
• Dir: kierunek obrotu przepustnicy (otwieranie w prawo lub w lewo).

Podczas uruchamiania należy pamiętać, że napięcie > 10 V podane na YC nie jest obsługiwane przez regulator.

Sygnalizacja LED i diagnostyka

• LED wyłączona: brak zasilania.
• LED zielona (świeci ciągle): prawidłowa praca regulatora VAV.
• LED czerwona migająca: zamienione miejscami rurki ciśnienia (wykryta nieprawidłowa biegunowość przyłączy Δp).
• LED czerwona (świeci ciągle): awaria czujnika różnicy ciśnień.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie:
  • G (przewód 1, czerwony) – AC 24 V,
  • G0 (przewód 2, czarny) – przewód neutralny AC 24 V.
  • Napięcie musi spełniać wymagania SELV/PELV.
• Sygnały sterujące:
  • Y1 (przewód 6, fioletowy) – sygnał pozycjonujący (styk przełączany do G0); kierunek obrotu zgodnie z parametrem Dir.
  • Y2 (przewód 7, pomarańczowy) – sygnał pozycjonujący (styk przełączany do G0); kierunek odwrotny do Y1.
  • Wejście: styk otwarty – ok. 30 V DC na styku; styk zamknięty – 0 V DC, ok. 8 mA prądu wejściowego.
• Wejście wartości zadanej przepływu YC:
  • YC (przewód 8, szary) – 0/2…10 V DC, maks. 35 V DC.
• Sygnał wyjściowy U:
  • U (przewód 9, różowy) – 0/2…10 V DC (ograniczone do 12 V DC), ±1 mA.
  • Może reprezentować aktualny przepływ powietrza lub położenie przepustnicy.
• Wspólna masa: wszystkie podłączone urządzenia sterujące muszą wykorzystywać to samo odniesienie G0.
• Transformator: transformator bezpieczeństwa z podwójną izolacją wg EN 61558, przystosowany do pracy przy 100% obciążeniu czasowym.
• Kabel fabryczny: 0,9 m długości, 6 × 0,75 mm² – zasilanie oraz wszystkie sygnały sterujące i zwrotne.
• Interfejs serwisowy: 7‑pinowe złącze (seria E) o rastrze 2,00 mm do podłączenia narzędzi konfiguracyjnych.

Dane techniczne

• Zasilanie: AC 24 V ±20%, 50/60 Hz (SELV/PELV)
• Pobór mocy: 1 VA / 0,5 W w stanie zatrzymania, 3 VA / 2,5 W w ruchu
• Nominalny moment obrotowy: 5 Nm
• Maksymalny moment obrotowy: < 7 Nm
• Nominalny / maksymalny kąt obrotu: 90° / 95° ±2°
• Czas biegu dla 90°: 150 s (50 Hz) / 125 s (60 Hz)
• Kierunek obrotów: ustawiany w oprogramowaniu ACS941 (zgodny lub przeciwny do ruchu wskazówek zegara)
• Sygnał sterujący YC: 0/2…10 V DC, maks. 35 V DC
• Wejścia Y1, Y2: styk otwarty 30 V DC, styk zamknięty 0 V DC / 8 mA
• Sygnał wyjściowy U: 0/2…10 V DC (ograniczone do 12 V DC), ±1 mA, stała czasowa 0,05…5 s (fabrycznie 1 s)
• Przyłącza Δp: króćce do węży o średnicy wewnętrznej 3…8 mm
• Czujnik różnicy ciśnień:
  • zakres pomiarowy: 0…500 Pa,
  • zakres pracy: 0…300 Pa,
  • błąd zera: ±0,2 Pa (23 °C, 966 mbar),
  • błąd całkowity: ±4,5% wartości mierzonej,
  • zmiana wskazań: ±0,1 Pa/rok,
  • maks. dopuszczalne ciśnienie pracy: 3000 Pa,
  • maks. dopuszczalne przeciążenie jednostronne: 3000 Pa.
• Regulator przepływu powietrza:
  • regulacja 3‑punktowa z histerezą,
  • Vmax: 20…120% (rozdz. 1%, fabrycznie 100%),
  • Vmin: −20…100% (rozdz. 1%, fabrycznie 0%),
  • Vmid: 0…100% (rozdz. 1%, fabrycznie 50%),
  • Vn: 1,00…3,16 (rozdz. 0,01, fabrycznie 1,00).
• Stopień ochrony: IP54 (EN 60529, zgodnie z instrukcją montażu)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730
• Standardy bezpieczeństwa: IEC/EN 60730‑2‑14 (automatyczne regulatory elektryczne, typ 1)
• Zastosowanie EMC: budynki mieszkalne, komercyjne i przemysłowe
• Warunki środowiskowe (praca): 0…50 °C, <95% r.h. (bez kondensacji), IEC 721‑3‑3
• Warunki transportu/składowania: −25…70 °C, <95% r.h. (bez kondensacji), IEC 721‑3‑2
• Wymiary: 71 × 158 × 61 mm (szer. × wys. × gł.)
• Masa: ok. 0,6 kg

Montaż

• Montaż bezpośredni na osi przepustnicy: za pomocą śruby mocującej na osi o przekroju:
  • okrągłym 8…16 mm,
  • okrągłym z elementem centrującym 8…10 mm,
  • kwadratowym 6…12,8 mm.
• Minimalna długość osi: 15 mm; maksymalna twardość osi: ≤300 HV.
• Ograniczenie kąta obrotu: mechaniczna śruba ograniczająca pozwala ustawić żądany zakres obrotu w przedziale 0…90°.
• Przyłącza ciśnienia: dwa króćce (wysokie „+” i niskie ciśnienie) do podłączenia przewodów pomiarowych w skrzynce VAV.
• Stopień ochrony IP54 jest zapewniony przy montażu zgodnym z instrukcją producenta (szczelność przyłączy, właściwe prowadzenie kabli).
• Uruchomienie: parametry pracy (Type, Vn, Vmin, Vmax, Vmid, YC, U, ADP, Elevation) ustawia się przy użyciu narzędzi AST20/AST11 z oprogramowaniem ACS941.

Podsumowanie

Siemens GDB181.1E/3 to zaawansowany, a jednocześnie kompaktowy regulator VAV, łączący siłownik przepustnicy 5 Nm, precyzyjny czujnik różnicy ciśnień oraz elastycznie konfigurowany regulator przepływu powietrza dla trybów VAV, CAV i 3‑pozycyjnego sterowania. Zasilanie AC 24 V, zintegrowany przewód, stopień ochrony IP54 oraz szerokie możliwości parametryzacji (Vmin/Vmid/Vmax, Vn, wybór trybu „con”/„3P”/„STP”, kompensacja wysokości) sprawiają, że jest to kompletne rozwiązanie do precyzyjnej regulacji przepływu powietrza w nowoczesnych instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Pliki do pobrania:
GDB181.1E/3 Karta katalogowa
GDB181.1E/3 Instrukcja montażu