SKB60 Siłownik elektrohydrauliczny, 20 [mm], 2800 [N], 0..10 V, 24 [V ]AC, 120/10 [s]

SKB60 to elektrohydrauliczny siłownik regulacyjny z serii Acvatix, o sile nominalnej 2800 N, przeznaczony do współpracy z zaworami przelotowymi i trójdrogowymi Siemens VVF.., VVG.., VXF.., VXG.. o skoku 20 mm. Zasilany z sieci 24 V AC (SELV/PELV) i sterowany sygnałem ciągłym 0...10 V DC, 4...20 mA DC lub 0...1000 Ω, realizuje modulacyjną regulację przepływu wody grzewczej i chłodniczej w instalacjach HVAC. Standardowa elektronika umożliwia kalibrację skoku, sygnał zwrotny położenia, sterowanie nadrzędne oraz monitoring pracy diodą LED, a masywna obudowa z odlewu aluminiowego pozwala stosować siłownik w wymagających warunkach pracy.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Acvatix
• Model: SKB60
• Typ urządzenia: siłownik elektrohydrauliczny do zaworów o skoku 20 mm
• Zastosowanie: regulacja lub odcinanie przepływu wody w instalacjach grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC)
• Współpracujące zawory: zawory przelotowe i trójdrogowe Siemens VVF.., VVG.., VXF.., VXG.. o skoku 20 mm
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20%, 50/60 Hz (SELV/PELV)
• Sygnał sterujący (wejście Y): 0...10 V DC, 4...20 mA DC lub 0...1000 Ω
• Sygnał zwrotny położenia (wyjście U): 0...9,8 V DC lub 4...19,6 mA DC
• Wejście sterowania nadrzędnego (Z): tryb „bez funkcji”, całkowite otwarcie, całkowite zamknięcie lub sterowanie rezystancyjne 0...1000 Ω
• Siła nominalna: 2800 N
• Skok nominalny zaworu: 20 mm
• Czas przebiegu (przy 50 Hz): otwieranie ok. 120 s, zamykanie ok. 10 s
• Funkcja bezpieczeństwa (sprężyna powrotna): brak – wersja bez sprężyny powrotnej (bez mechanicznej funkcji bezpieczeństwa)
• Kalibracja skoku: procedura kalibracji 0...100% skoku realizowana z poziomu obudowy
• Wskaźnik stanu pracy: dwukolorowa dioda LED (zielona/czerwona) wewnątrz obudowy
• Sterowanie ręczne: pokrętło z rozkładaną dźwignią oraz optyczny wskaźnik położenia (0...1)
• Konfiguracja elektroniki (wersje ..L i późniejsze): wybór kierunku działania, rodzaju sygnału (0...10 V / 4...20 mA), charakterystyki (liniowa / stałoprocentowa) oraz zachowania przy zaniku sygnału 4...20 mA
• Stopień ochrony obudowy: IP54 (od pionowej do poziomej pozycji montażowej)
• Temperatura medium w zaworze: -25...220 °C (poniżej 0 °C wymagany podgrzewacz trzpienia ASZ6.6)
• Temperatura otoczenia (praca): -15...<55 °C
• Wilgotność otoczenia (praca): 5...95% r.h. (bez kondensacji)
• Materiał obudowy siłownika: aluminium (odlew ciśnieniowy)
• Materiał obudowy elektroniki i pokrętła: tworzywo sztuczne
• Masa siłownika: ok. 9,20 kg

Zastosowanie

Siłownik SKB60 jest przeznaczony do sterowania zaworami przelotowymi (2-drogowymi) oraz trójdrogowymi Siemens typu VVF.., VVG.., VXF.., VXG.. o skoku 20 mm, pracującymi jako zawory regulacyjne lub zawory odcinające bezpieczeństwa po stronie wody w instalacjach:

• grzewczych (woda gorąca),
• chłodniczych (woda lodowa),
• wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Przykładowe serie zaworów współpracujących (DN wg kart zaworów):

• VVF.. – kołnierzowe zawory przelotowe PN 6/10/16/25, DN 15...80, kvs 0,16...100 m³/h
• VVG41.. – gwintowane zawory przelotowe PN 16, DN 15...50, kvs 0,63...40 m³/h
• VXF.. – kołnierzowe zawory trójdrogowe DN 15...80, kvs 1,6...100 m³/h
• VXG41.. – gwintowane zawory trójdrogowe PN 16, DN 15...50, kvs 1,6...40 m³/h

Możliwe jest również zastosowanie z zaworami innych producentów o skoku 6...20 mm, pod warunkiem spełnienia wymagań dotyczących przyłącza mechanicznego i funkcji zaworu oraz zgodności z wymaganiami bezpieczeństwa instalacji.

Funkcje i działanie

Zasada działania elektrohydraulicznego

SKB60 jest siłownikiem elektrohydraulicznym z pompą olejową i cylindrem ciśnieniowym. Podstawowe elementy układu to:

• pokrętło sterowania ręcznego z rozkładaną dźwignią,
• cylinder ciśnieniowy z tłokiem i komorą ciśnieniową wypełnioną olejem,
• zbiornik oleju,
• sprężyna powrotna (wykorzystywana do przemieszczania cylindra w górę),
• pompa hydrauliczna,
• zawór zwrotny sterujący przepływem oleju,
• wskaźnik położenia (skala 0...1 odpowiadająca 0...100% skoku),
• łącznik zaworu przenoszący ruch na trzpień zaworu.

• Otwieranie zaworu: pompa tłoczy olej ze zbiornika do komory ciśnieniowej, cylinder przemieszcza się w dół, trzpień zaworu wsuwany jest, a zawór otwiera się. Sprężyna powrotna jest przy tym naprężana.
• Zamykanie zaworu: olej wypływa z komory ciśnieniowej z powrotem do zbiornika, a naprężona sprężyna powrotna przemieszcza cylinder w górę – trzpień zaworu wysuwa się, a zawór zamyka się.

Sterowanie modulacyjne (wejście Y)

SKB60 pracuje z ciągłym sygnałem sterującym 0...10 V DC, 4...20 mA DC lub 0...1000 Ω, doprowadzonym do zacisku Y:

• Wzrastający sygnał sterujący Y: cylinder siłownika wysuwa się, zawór się otwiera (przy ustawieniu „działanie wprost”).
• Malejący sygnał sterujący Y: cylinder wsuwany jest do góry, zawór się zamyka.
• Stały sygnał Y: cylinder i trzpień zaworu utrzymują aktualne położenie.

Rozdzielczość przetwarzania sygnału jest lepsza niż 1%, z histerezą ok. 1%, co umożliwia precyzyjne ustawianie położenia zaworu w pełnym zakresie skoku.

Elektronika i przełączniki DIL (wersje ..L i późniejsze)

W siłownikach SKB60 od wersji ..L zastosowano elektronikę z przełącznikami DIL, które umożliwiają konfigurację podstawowych parametrów pracy:

• Kierunek działania: działanie wprost / działanie odwrotne (dla zaworów normalnie zamkniętych i normalnie otwartych).
• Rodzaj sygnału sterującego Y: wybór między 0...10 V DC a 4...20 mA DC.
• Charakterystyka przepływu: liniowa (lin) lub stałoprocentowa (log), co pozwala dopasować odpowiedź układu do charakterystyki zaworu.
• Reakcja na utratę sygnału 4...20 mA: przy pracy z sygnałem 4...20 mA (odpowiednie ustawienie przełącznika) możliwy jest wybór:
  • utrzymywanie bieżącego położenia siłownika lub
  • zamykanie zaworu do 0% skoku.

Sterowanie nadrzędne – wejście Z

Wejście Z umożliwia sterowanie nadrzędne lub funkcje specjalne, niezależnie od sygnału głównego Y:

• Bez funkcji: zacisk Z niepodłączony – położenie zaworu określane wyłącznie sygnałem Y.
• Całkowicie otwarty: Z podłączone bezpośrednio do G – siłownik ustawia zawór na 100% skoku.
• Całkowicie zamknięty: Z podłączone bezpośrednio do G0 – zawór ustawiany jest na 0% skoku.
• Sterowanie rezystancyjne 0...1000 Ω: Z podłączone do M przez rezystor R (0...1000 Ω) – skok zaworu jest proporcjonalny do wartości R. Położenie zaworu określane jest wówczas przez kombinację sygnału Y oraz R(Z), zgodnie z wybraną charakterystyką.

Kalibracja skoku

Siłownik SKB60 wymaga przeprowadzenia procedury kalibracji, aby jednoznacznie określić rzeczywiste położenia 0% i 100% skoku zaworu:

• Siłownik musi być mechanicznie połączony z zaworem Siemens (skok 20 mm).
• Tryb pracy ustawiony na „automatyczny”.
• Po podaniu zasilania 24 V AC i zdjęciu pokrywy należy zwarć styki w otworze kalibracyjnym (np. wkrętakiem), aby uruchomić procedurę.
• Siłownik przestawia się kolejno do pozycji 0% skoku (zawór zamknięty), następnie do 100% skoku (zawór otwarty); zmierzone wartości są zapamiętywane.
• Podczas kalibracji zielona dioda LED miga, a sygnał zwrotny U jest nieaktywny; po zakończeniu prawidłowej kalibracji LED świeci światłem ciągłym na zielono, a U odpowiada rzeczywistemu położeniu.
• W przypadku błędu kalibracji dioda LED świeci na czerwono – należy sprawdzić montaż zaworu i siłownika, a następnie powtórzyć procedurę.

Wskaźnik stanu pracy LED

Dwukolorowa dioda LED (widoczna po zdjęciu pokrywy) informuje o stanie pracy siłownika:

• Zielona – świeci ciągle: normalna praca automatyczna, brak błędów.
• Zielona – miga: trwa procedura kalibracji skoku.
• Czerwona – świeci ciągle: błąd kalibracji skoku lub błąd wewnętrzny elektroniki.
• Czerwona – miga: wykryto zablokowany zawór – należy sprawdzić zawór i w razie potrzeby powtórzyć kalibrację.
• LED zgaszona: brak zasilania lub awaria elektroniki.

Sterowanie ręczne i minimalny przepływ

• Rozłożenie dźwigni na pokrętle sterowania ręcznego odsłania wskaźnik położenia z tarczą i podziałką odpowiadającą aktualnemu skokowi zaworu.
• Obrót pokrętła w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara przemieszcza cylinder w dół (otwieranie zaworu), przeciwnie – w górę (zamykanie).
• W trybie ręcznym sygnały Y i Z mogą dodatkowo otworzyć zawór, lecz nie mogą przestawić go do położenia 0% skoku.
• W celu utrzymania ręcznie ustawionego położenia należy odłączyć sygnały sterujące Y i Z lub zasilanie.
• Możliwe jest ręczne ustawienie położenia > 0% skoku w aplikacjach wymagających stałego minimalnego przepływu objętościowego.
• Do pracy automatycznej dźwignia musi być całkowicie złożona; wskaźnik położenia nie powinien pokazywać tarczy z podziałką.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 24 V AC ±20%, 50/60 Hz (SELV/PELV).
• Maksymalny pobór mocy: 10 VA / 8 W.
• Zewnętrzny bezpiecznik linii zasilającej: do 10 A, zwłoczny (dla grupy SKB6..).
• Zakres przekrojów przewodów: 0,5...2,5 mm² (AWG 21...14).
• Przepusty kablowe: 4 x M20 (∅ 20,5 mm) w obudowie siłownika.
• Zaciski:
  • G / G0: potencjał systemowy / neutralny systemowy 24 V AC,
  • Y: wejście sygnału sterującego 0...10 (30) V DC, 4...20 mA DC lub 0...1000 Ω,
  • M: neutralny pomiarowy (referencja dla U i Z),
  • U: wyjście sygnału zwrotnego położenia 0...10 V DC lub 4...20 mA DC,
  • Z: wejście sterowania nadrzędnego (tryby opisane wyżej).
• Połączenia elektryczne należy wykonywać zgodnie z lokalnymi przepisami oraz schematami połączeń producenta.

Dane techniczne

• Typ: SKB60 – siłownik elektrohydrauliczny z elektroniką standardową
• Zasilanie: 24 V AC ±20%, 50/60 Hz (SELV/PELV)
• Maks. pobór mocy: 10 VA / 8 W
• Siła znamionowa: 2800 N
• Skok nominalny: 20 mm
• Czas przebiegu (50 Hz, ok. 23 °C): otwieranie ok. 120 s, zamykanie ok. 10 s
• Maks. dopuszczalna temperatura medium w zaworze: -25...220 °C (wymagany podgrzewacz trzpienia ASZ6.6 dla temperatur poniżej 0 °C)
• Sygnał sterujący Y: 0...10 V DC / 4...20 mA DC / 0...1000 Ω
• Impedancja wejściowa Y: ok. 100 kΩ (0...10 V), ok. 240 Ω (4...20 mA)
• Sygnał zwrotny położenia U: 0...9,8 V DC (>10 kΩ obciążenia) lub 4...19,6 mA DC (<500 Ω obciążenia)
• Rozdzielczość sygnału: <1%
• Histereza: ok. 1%
• Stopień ochrony obudowy: IP54 wg EN 60529
• Warunki pracy (klasa 3K5 wg IEC 60721-3-3): -15...<55 °C, 5...95% r.h. (bez kondensacji)
• Warunki transportu (2K3): -30...65 °C, 5...95% r.h. (bez kondensacji)
• Warunki składowania (1K3): -15...55 °C, -5...95% r.h. (bez kondensacji)
• Klasa działania wg EN 60730: działanie automatyczne typ 1AA / typ 1AC / działanie modulowane
• Stopień zanieczyszczeń: 2
• Masa: ok. 9,20 kg
• Materiał obudowy siłownika: aluminium (odlew ciśnieniowy)
• Materiał obejmy i obudowy elektroniki: tworzywo sztuczne

Wyposażenie dodatkowe (opcjonalne)

• ASC1.6 – przełącznik pomocniczy
  Montowany na siłowniku SKB60, z punktem przełączania ok. 0...5% skoku. Obciążalność styków: 24 V AC, 10 mA...4 A (obciążenie rezystancyjne), 2 A (indukcyjne).
• ASZ6.6 – podgrzewacz trzpienia (montaż między zaworem a siłownikiem)
  Zalecany do pracy z medium o temperaturze poniżej 0 °C; zasilanie 24 V AC, moc 30 W.
• ASK51 – dźwignia rewersji skoku
  Montowana między zaworem a siłownikiem; umożliwia odwrócenie zależności skoku: 0% skoku siłownika odpowiada 100% skoku zaworu (i odwrotnie).

Montaż

• Bezpośredni montaż na zaworach Siemens VVF.., VVG.., VXF.., VXG.. o skoku 20 mm zgodnie z dołączoną instrukcją.
• Siłownik jest dostarczany osobno, bez zaworu i wyposażenia dodatkowego.
• Przed montażem cylinder z łącznikiem powinien być całkowicie wsunięty (skok = 0%).
• Położenie montażowe: od pionowego do poziomego (±90°), z zachowaniem minimalnych odległości od ścian i stropu umożliwiających podłączenie i obsługę (co najmniej ok. 100 mm od góry, ok. 200 mm dla wygodnego serwisu).
• Wysokość siłownika nad korpusem zaworu (bez dźwigni rewersji skoku ASK51): ok. 375 mm; z dźwignią ASK51: ok. 432 mm.
• Podczas montażu i prac serwisowych należy uwzględnić wysoką temperaturę korpusu zaworu i wspornika siłownika w instalacjach grzewczych (do ok. 100 °C).

Podsumowanie

Siemens SKB60 to elektrohydrauliczny siłownik regulacyjny 24 V AC o sile 2800 N, przeznaczony do zaworów o skoku 20 mm w instalacjach HVAC. Umożliwia modulacyjne sterowanie sygnałem 0...10 V / 4...20 mA / 0...1000 Ω, oferuje sygnał zwrotny położenia, kalibrację skoku, wejście sterowania nadrzędnego Z oraz dwukolorową diodę LED do diagnostyki pracy. Manualne pokrętło z dźwignią, obudowa IP54 z odlewu aluminiowego i możliwość doposażenia w przełącznik pomocniczy, podgrzewacz trzpienia oraz dźwignię rewersji skoku czynią SKB60 kompletnym rozwiązaniem do precyzyjnej, analogowej regulacji zaworów przelotowych i trójdrogowych Siemens.

Pliki do pobrania:
SKB60 Karta katalogowa
SKB60 Instrukcja montażu