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SIPART PS2德國原裝西門子（SIEMENS）智能電氣閥門定位器概述
西門子閥門定位器代理商 西門子智能定位器應(yīng)用zui廣泛的智能電氣閥門定位器可用于直行程和角行程的閥門。SIPART PS2在世界閥門定位器市場是的產(chǎn)品。我們有著多年的現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗在過去、現(xiàn)在和將來都會給你的現(xiàn)場應(yīng)用帶來安全。它的操作非常簡單可以在現(xiàn)場通過按鍵和LCD進行操作也可以通過HART接口或PROHBUS PA協(xié)議選用SIMATIC PDM過程設(shè)備管理軟件對其進行
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上海晉營自動化科技有限公司
邵澤春
SIPART PS2 系列閥門定位器是一種采用高集成度微處理器的數(shù)字式現(xiàn)場設(shè)備。
定位器由以下部件組成：
殼體和蓋
PCB 印刷電路板組件，帶或不帶 HART 7 通信功能
或通信電子器件，符合標準
或者符合 IEC 61158-2 技術(shù)規(guī)范 PROFIBUS-PA 通訊的總線供電功能電子部件，
IEC 61158-2 技術(shù)規(guī)范基金會現(xiàn)場總線（FF）通訊的總線供電功能電子部件
位置檢測系統(tǒng)
螺絲接線端子盒
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帶預控壓電閥的氣動閥組
壓電閥組安裝在殼體內(nèi)部，進氣和輸出壓力的氣動接口位于定位器的右側(cè)。可另選一個壓力表模塊和/或一個電磁閥接在上面。SIPART PS2 系列智能電氣閥門定位器用于氣動直線或角行程執(zhí)行器的控制。對于具有以下功能、單獨訂購的電路板，鑄件中的電路板容器提供有插槽：
位置反饋模塊
二線制4到20mA 位置反饋位號模塊
報警模塊（3 個輸出，1 個輸入）
采用二進制信號作為行程或轉(zhuǎn)角的兩個限位信號。將兩個限值分別設(shè)定為zui大值和zui小值。
如果，在自動模式下zui終的控制部件的設(shè)定位置無法達到，或發(fā)生設(shè)備故障，就會有輸出一個報警。
第二路數(shù)字量輸入用于報警信號或觸發(fā)安全響應(yīng)，或作鎖定/發(fā)訊功能，或作安全定位。
可發(fā)出限位信號的限位開關(guān)觸發(fā)器（SIA）
采用槽型觸發(fā)器，可作為 NAMUR 信號 (EN 60947-5-6)，發(fā)出兩個限位信號。模塊還包含一個報警輸出（見“報警模塊”）。
通過機械觸點發(fā)出限位信號（機械限位開關(guān)模塊）
采用安裝簡便的機械限位開關(guān)可發(fā)出二個觸點限位信號。模塊還包含一個報警輸出（見“報警模塊”）。
上述所有模塊都符合：
所有信號互相電氣隔離，所有的模塊易于安裝。狀態(tài)顯示源自故障信號的監(jiān)測。這些模塊易于改裝。
位置檢測系統(tǒng)和控制器模塊分開安裝
SIPART PS2 所有外殼型式的產(chǎn)品（隔爆型除外），其位置檢測系統(tǒng)和控制器單元均可以單獨連接。。行程或角位的測量可以直接安裝在執(zhí)行機構(gòu)上。控制單元可單獨安裝在離執(zhí)行器一定距離的地方，如安裝在管道或類似安裝件上。控制器通過一根電纜與位置檢測組件連接，用一根或兩根氣管與執(zhí)行器連接。這樣一種分開的設(shè)計經(jīng)常很有優(yōu)勢，如果在安裝處周圍的環(huán)境超過對定位器規(guī)定的值（例如：強烈振動）
下列設(shè)備用來測量行程或角程：
NCS 傳感器
外部位置檢測系統(tǒng) C73451-A430-D78
市售電位器（電阻 10 kΩ），例如用于更高的應(yīng)用溫度或用戶自定義應(yīng)用
對于閥門行程短的，非常小的線性執(zhí)行機構(gòu)，推薦用電位器。因為，一方面電位器要求的空間很小，另一方面?zhèn)鬏斕匦詫τ诙绦谐淌莦ui的。
執(zhí)行機構(gòu)行程的檢測也可采用非接觸式位置傳感器代替電位器。所有的連接件，如連接輪、角行程執(zhí)行機構(gòu)上的驅(qū)動銷或反饋杠桿以及直行程執(zhí)行機構(gòu)的支架可省去至 14mm 的行程。
其結(jié)果是：
抗震性更強
位置傳感器無磨損
安裝在非常小的執(zhí)行機構(gòu)上毫無問題
小行程無滯后。
傳感器不需要外加供給電源，即 SIPART PS2（非 Ex d 型號）可以以兩線制運行。NCS（Non C非接觸S傳感器）是由一個固定的感應(yīng)器和一個安裝在直行程執(zhí)行器的閥桿或角行程執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)軸上的磁性體組成。對于行程大于 14 mm (0.55 inch) 的型號，NCS 預安裝在不銹鋼機架上，并提供有和定位器相同的接口，如可使用標準安裝套件 6DR4004-8V，-8VK 和 -8VL 安裝。
為了在使用外部位置傳感器時提供過程邊界并確保具有符合 EC 一致性聲明的抗擾度，需要在定位器（控制器單元）中安裝一個 EMC 濾波器模塊（請參見“選型和訂貨數(shù)據(jù)”、“EMC 濾波器模塊”）。
SIPART PS2 型智能定位器的工作原理與傳統(tǒng)定位器*不同。
工作模式
采用微處理器對給定值和位置反饋作比較。 如果微處理器檢測到偏差，它就用一個五步開關(guān)程序來控制壓電閥，壓電閥進而調(diào)節(jié)進入執(zhí)行器氣室的氣流量。
微處理器根據(jù)偏差（給定值 W 與實際值之間的偏差）的大小和方向輸出一個電控指令給壓電閥。 壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動位移增量。
當控制偏差很大時（快速階躍區(qū)），定位器輸出一個連續(xù)信號；當控制偏差不大（低速階躍區(qū)），定位器輸出連續(xù)脈沖。 當控制器偏差在允許誤差范圍內(nèi)（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài)），則沒有控制指令輸出。
通過安裝套件檢測執(zhí)行器的直線或旋轉(zhuǎn)運動，并將信號通過軸齒輪傳動機構(gòu)和非浮置齒輪傳動機構(gòu)，傳送到高質(zhì)量電位器。
裝在直線執(zhí)行器上的組件檢測的角度誤差被自動地校正。
當 SIPART PS2 采用二線制連接時，它*從 4 至 20mA 給定信號中獲取電源。 亦可從 PROFIBUS (SIPART PS2 PA) 二線制總線信號中獲取電源。 同樣應(yīng)用于現(xiàn)場總線基金會型。
帶預控壓電閥的氣動閥組
壓電閥可以釋放很短的控制脈沖。 因而能夠達到很高的定位精度。 主導元件是一個壓電柔韌開關(guān)，它同主控氣路連在一起。 壓電閥組具有極長的工作壽命。
現(xiàn)場操作
現(xiàn)場操作由內(nèi)置顯示屏和 3 個按鈕完成。 自動、手動和組態(tài)可通過按鈕切換。
手動模式時，可在整個量程范圍調(diào)節(jié)執(zhí)行器，無需中斷電路。
通過 SIMATIC PDM 組態(tài)軟件進行操作和監(jiān)控
采用組態(tài)軟件 SIMATIC PDM，可以方便地對該設(shè)備進行操作、監(jiān)控、組態(tài)和參數(shù)設(shè)置。 采用 SIMATIC PDM，可以從該設(shè)備中讀出可以使用的診斷信息。 通信通過 HART 協(xié)議或者 PROFIBUS PA 實現(xiàn)。采用 HART 協(xié)議時，通過 HART 調(diào)制解調(diào)器或者兼容于 HART 的輸入/輸出模塊（遠程 IO）都可以進行設(shè)備訪問。 相應(yīng)的設(shè)備描述文件，例如 GSD 和（增強版）EDD，都可以用于這兩種通信。
此外，SITRANS DTM 還基于成熟的 EDD 技術(shù)提供了相應(yīng)的軟件。該軟件可以通過 DTM（設(shè)備類型管理器）利用 FDT 幀應(yīng)用（例如，PACTware）設(shè)置現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)。 SITRANS DTM 和與必要設(shè)備相關(guān)的增強版 EDD 均可以免費下載。 該軟件為 HART 和 PROFIBUS 提供了相關(guān)的通信接口。
自動初始化
通過簡便的組態(tài)菜單，可以根據(jù)閥門快速組態(tài) SIPART PS2，也可以通過自動初始化功能，調(diào)節(jié) SIPART PS2。
在初始化時，微處理器自動確定閥門的零點、zui大行程、動作方向和定位速度。 用這些來確定zui小脈沖時間和死區(qū)，從而優(yōu)化控制效果。
低耗氣量
SIPART PS2 的特點就是耗氣量極少。 傳統(tǒng)的定位器耗氣量很大。 由于采用了現(xiàn)代壓電技術(shù)，SIPART PS2 只在需要時消耗空氣，這意味著可在非常短的時間內(nèi)獲得。
豐富的診斷功能
SIPART PS2 具有檢測功能，能報告執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥變化的多項豐富的信息。 這種信息對調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機構(gòu)的診斷和檢測是非常重要的。要確定的監(jiān)控的測量數(shù)據(jù)（某些情況下可調(diào)整其限值）包括：
行程累積
行程方向改變次數(shù)
報警計數(shù)
自調(diào)整死區(qū)
閥門極限位置（例如：閥座的磨損）
zui高/zui低溫度下的運行小時數(shù)（按照溫度和行程范圍）
壓電閥運行次數(shù)
閥門定位時間
執(zhí)行機構(gòu)泄漏
診斷控制臺概覽
通過診斷控制臺，HART 型 SIPART PS2 提供了簡單方便的診斷方法。所有閥門相關(guān)信息（設(shè)定值、實際值、控制偏差、診斷系統(tǒng)的狀態(tài)等）可一覽無余。從診斷控制臺，只需點擊幾次鼠標，即可或的其它數(shù)據(jù)和詳細信息。
三級報警狀態(tài)監(jiān)測
智能電氣閥門定位器 SIPART PS2 有更多的額外監(jiān)測功能。狀態(tài)報警源自閥門故障信號的監(jiān)測。 這些故障的嚴重程度使用“交通燈信號”定級，用綠色、黃色和紅色扳手符號表示（在 SIMATIC PDM 和維護站中）。
需要維修（綠色扳手）
急需維修（黃色扳手）
閥門故障或一般故障危險（紅色扳手）
這允許用戶在閥門或執(zhí)行器發(fā)生嚴重的故障前及早采取措施，可阻止即將發(fā)生的系統(tǒng)停機。 通過故障信號的指示，例如執(zhí)行器隔膜的損壞、動作滯后等，用戶可利用適當?shù)木S護策略保證系統(tǒng)可靠。
通過這種三級報警層次結(jié)構(gòu)，也可以提前檢測出閥門填料箱的靜態(tài)摩擦、閥塞/閥座的磨損或接頭上的沉積物或漆層并發(fā)出信號。
這些故障信號即可通過定位器（zui大 3）的報警輸出（見上面）或通過HART通訊以及現(xiàn)場總線接口輸出。 在這種情況下，帶有 HART、PROFIBUS、FF 版本 SIPART PS2 閥門定位器可顯示關(guān)鍵過程變量的多種故障信號，以及趨勢圖和柱狀圖。
顯示屏還可顯示維護等級，包括故障的來源。
閥門所需的維護
滿行程測試、階梯響應(yīng)測試、多步響應(yīng)測試和閥門性能測試可提供有關(guān)閥門所需維護的向信息。借助于 HART 通信，您可以收到全面的測試結(jié)果，并可確定維護措施的范圍。為了對閥門性能進行量化，將會測定一些特性值，如階梯響應(yīng)時間（T63、T86、客戶可選擇的 Txx）、死區(qū)時間、過沖、滯后、測量誤差、非線性度等。
功能安全等級 SIL2
該定位器可以用于在功能安全方面可以滿足zui高為 SIL2(適用標準 IEC 61508 或 IEC 61511) 的特定要求的閥門上。其它型號產(chǎn)品 6DR5.1.-0....-....-Z C20 也同樣如些。
它們是單向定位器，用于安裝在帶彈簧歸位裝置的氣動執(zhí)行器上。
可根據(jù)需要或在故障時驅(qū)動閥門到預先設(shè)置的安全位置。
閥門定位器滿足以下要求：
對于安全通風，其功能安全性zui高可達 SIL 2（適用標準 IEC 61508 或 IEC 61511）。
SIPART PS 2 用作“智能電磁閥”
通常，通過電磁閥氣動控制閥門打開/關(guān)閉，特別是安全閥。 如果您使用 SIPART PS2 替代這種類型的電磁閥，定位器將在單獨設(shè)備中執(zhí)行兩個任務(wù)（無需額外接線）
首先，它通過使執(zhí)行器排氣根據(jù)要求打開和關(guān)閉附件（功能安全達到 SIL 2（請參閱上述內(nèi)容））
其次，它可以定期（1 - 365 天）執(zhí)行部分行程測試，可防止管件因腐蝕或水垢而堵塞。
由于在這種情況下，SIPART PS2 以閉環(huán)控制模式連續(xù)運行（例如，99% 位置），所以還可執(zhí)行氣動輸出回路的測試功能，通常在使用電磁閥時無法執(zhí)行該功能。
通常，在操作過程中也無法測試控制閥上的電磁閥。 由于 SIPART PS2 根據(jù)要求執(zhí)行排氣，在使用帶有 4 線連接系統(tǒng)的 SIPART PS 2 時，無需這些電磁閥。 這意味著在控制閥上，可由單獨的設(shè)備執(zhí)行控制功能和關(guān)閉功能。
組態(tài)
SIPART PS2 可以在組態(tài)模式下對如下設(shè)置進行組態(tài)：
輸入電流范圍 0 至 20 mA 或 4 至 20 mA
設(shè)定點上升或下降特性
定位速度限值（給定值斜率）
分程調(diào)節(jié)；可調(diào)整起始值和滿刻度值
響應(yīng)閾值（死區(qū)）；自調(diào)整或固定值
動作方向；隨設(shè)定點上升而上升或下降的輸出壓力
定位范圍的限值（起始刻度和滿刻度值）
執(zhí)行器位置的限值（報警）：zui小值和zui大值
自動“緊密關(guān)閉”功能（可調(diào)響應(yīng)閾值）
根據(jù)閥門特性曲線進行行程調(diào)節(jié)
二進制輸入功能
報警輸出功能等。
SIPART PS2 不同型號的組態(tài)內(nèi)容基本相同。
OXYMAT 6，現(xiàn)場安裝式，尺寸，單位 mm
電路圖
針腳分配（電氣連接）
OXYMAT 6 現(xiàn)場式，連接器和端子分配
OXYMAT 6，現(xiàn)場式，用于自動標定板和PROFIBUS連接器的連接器和端子分配
OXYMAT 6，現(xiàn)場式，電氣/氣連接接圖
自動初始化設(shè)定節(jié)省了大量的時間
低耗氣量大大的降低了運行成本
SIPART PS2智能型西門子定位器新增多種診斷功能可以提供定位器及閥門的狀態(tài)操作條件等各種信息。
SIPART PS2德國原裝西門子（SIEMENS）智能電氣閥門定位器重要特點西門子定位器操作簡單根本不需要專門的編程培訓
可以通過內(nèi)置的LCD顯示和三個控制鍵對定位器進行現(xiàn)場操作。
可以用按鍵進行自動、手動和組態(tài)狀態(tài)的切換。
技術(shù)規(guī)范
一般信息 | |
量程 | 4 個，可以從內(nèi)部和外部切換；還可以實現(xiàn)自動改變量程 |
zui小跨度（在樣氣壓力 1000 hPa（壓力）、樣氣流量 0.5 l/min 和環(huán)境溫度 25 °C 條件下），加熱型zui小量程：0.5% (< 65 °C); 0.5 … 1% (65 … 90 °C); 1 … 2% (90 … 130 °C)) | 0.5 vol.%, 2 vol.% or 5 vol.% O2 |
zui大可能滿量程 | 100 vol.% O2（壓力超過 2000 hPa 時：25 vol.% O2） |
零點遷移時的測量量程 | 如果選用合適的標準，在 0…100 Vol% 間任何一點均可設(shè)為零點（參見表 1） |
操作位置 | 前壁板，垂直 |
符合 | CE 標記，符合標準 EN 50081-1、EN 50082-2 |
設(shè)計，外殼 | |
防護等級 | IP65，符合標準 EN 60529，通風受限的外殼，符合標準 EN 50021 |
重量 | 約 28 kg |
電氣性能 | |
輔助電源 | 100 ～ 120VAC（額定范圍 90V ～ 132V），48 ～ 63 Hz 或 200 ～ 240VAC |
功耗 | 大約 35 VA；加熱版本時大約 330 VA |
EMC （電磁兼容性） | 符合 NAMUR NE21 (08/98)和 EN 61326 的標準要求 |
電氣安全 | 符合 EN 61010-1 |
| 過壓分類II |
| 過壓分類III |
保險絲（不帶加熱器） | |
| F3：1 T/250；F4：1 T/250 |
| F3：0.63 T/250；F4：0.63 T/250 |
保險絲值（帶加熱器） | |
| F1：1 T/250；F2：4 T/250 F3：4 T/250；F4：4 T/250 |
| F1：0.63 T/250；F2：2.5 T/250 F3：2.5 T/250；F4：2.5 T/250 |
氣體進口條件 | |
容許樣氣壓力 | |
| 500 ~ 3,000 hPa 絕壓 |
| |
| 500 ~ 1,160 hPa 絕壓 |
| 500 ~ 3,000 hPa 絕壓 |
參比氣壓力（高壓型） | 2000 ... 4000 hPa，高于樣氣壓力，但zui高為 5000 hPa |
參比氣壓力（低壓型） | 比樣氣壓力至少高 100 hPa |
吹掃氣壓力 | |
< 165 hPa 高于環(huán)境壓力 | |
| < 250 kPa（表壓） |
樣氣流量 | 18 … 60 l/h (0.3 … 1 l/min) |
樣氣溫度 |
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樣氣濕度 | < 90% 相對濕度 |
動態(tài)響應(yīng) | |
預熱期 | 環(huán)境溫度下< 30 分鐘（zui大精度可在 2小時后達到） |
顯示時延(t90-time) | < 1.5 s |
阻尼（電氣時間常數(shù)） | 0 … 100 s， 可配置 |
死時間（氣體路徑吹掃時間，單位為1 l/min） | 約 0.5 s |
裝置內(nèi)部信號處理時間 | < 1 s |
壓力修正范圍 | |
壓力傳感器 | |
| 500 ~ 2,000 hPa 絕壓 |
| 500 ~ 3,000 hPa 絕壓 |
測量響應(yīng) | 基于樣氣壓力 1013 hPa（絕壓）、0.5 l/min 樣氣流量和 25°C 環(huán)境溫度 |
輸出信號波動 | 小于銘牌上zui小可能量程的 ± 0.75%，電子阻尼常數(shù) 1s（相當于 2σ下 ±0.25%） |
零點漂移 | < 銘牌上zui小可能量程的 ± 0.5%/月。 |
測量值漂移 | < ±0.5%/月的當前量程 |
可重復性 | < 當前量程的 1% |
檢測限值 | 1% 電流測量范圍 |
線性誤差 | < 當前量程的 0.1% |
影響變量 | 基于樣氣壓力 1013 hPa（絕壓）、0.5 l/min 樣氣流量和 25°C 環(huán)境溫度 |
環(huán)境溫度 | < 0.5%/10 K，相對于銘牌上的zui小量程，量程 0.5%：1%/10 K |
樣氣壓力（空氣（100hPa）作為參比氣，當樣氣排到外界空氣時，只校正大氣壓力波動） |
|
伴生氣體 | 零點偏移符合殘余氣體的順磁或逆磁偏移 |
零點處的樣氣流量 | < 當前量程（參照銘牌）的 1%，在允許的流量范圍內(nèi)流量變化 0.1 l/min，對于加熱型，差zui高可翻倍 |
輔助電源 | < 0.1% 當前量程，額定電壓±10% |
電氣輸入和輸出 | |
模擬量輸出 | 0/2/4 ～ 20 mA，隔離，zui大負載：750Ω |
繼電器輸出 | 6 ，帶切換觸點，可自由配置，例如，量程識別；負載：24 V AC/DC/1 A，隔離 |
模擬量輸入 | 2 個，針對 0/2/4 到 20 mA 應(yīng)用定制，用于連接外部壓力傳感器或和殘留氣體影響校正（交叉干擾校正） |
數(shù)字量輸入 | 6，設(shè)計使用 24V 電源，隔離，可自由配置，例如可用于量程切換 |
串行接口 | RS 485 |
選項 | 全自動標定（AUTOCAL）功能，每個配有8個附加數(shù)字量輸入和繼電器輸出點，也配有PROFIBUS PA或PROFIBUS DP |
氣候條件 | |
允許的環(huán)境溫度 | 貯存和運輸期間為 -30 ～ +70 °C，工作期間為 5 ～ 45 °C |
允許濕度 | 倉儲和運輸：年平均 < 90% RH（相對濕度）（兩小時以后達到zui高精度）（不可下沖氣體露點） |