SIPART PS2 – 電氣動定位器，鋁外殼

SIPART PS2 Ex d 定位器，防爆型鋁外殼，帶壓力計

SIPART PS2 定位器，不銹鋼外殼，帶壓力計

西門子智能閥門定位器代理商SIPART PS2 系列智能電氣閥門定位器用于氣動直線或角行程執行器的控制。氣動閥門定位器可驅動執行器，使閥門開度達到與給定值相同的位置。附加功能輸入可用于鎖定閥位或驅動閥門達到安全的位置。做為實現這種功能的標準配置已經集成二進制輸入到基型產品中。

SIPART PS2 系列智能電氣閥門定位器有許多獨特而實用的優點：

• 安裝簡單，自動初始化（零位和行程范圍自動調整）
• 操作簡便：
  • 使用三個按鈕和一個用戶友好的雙行顯示屏進行本地操作（手動操作）和設備組態
  • 通過 SIMATIC PDM 進行參數設置
• 高質量控制歸功于在線自適應程序
• 穩態操作時耗氣量可忽略
• “緊密關閉”功能（確保對閥座的最大致動力）
• “原位故障”功能：發生輔助電源故障和/或氣動裝置時保留當前位置（不與 SIL 結合應用）。
  示例：對于體積為 8 升的執行器，具有“原位故障”特性的 SIPART PS2 的典型位置穩定性為 0.3% / 小時。
• 通過簡單的組態可以實現眾多功能（例如參量化和極限值）
• 用于閥和執行器的自診斷
• 直線或角行程執行器采用同一型號的閥門定位器
• 可動部件少，因此對振動不敏感
• 在極端的外界環境中，可以選擇外部非接觸式位置傳感器
• “智能電磁閥”：單獨設備中的部分行程測試和電磁閥功能
• 例如，安全閥的部分行程測試
• 通過滿行程測試、多步響應測試、閥門性能測試對閥門進行性能和維護評估
• 也可通過凈化的天然氣、二氧化碳、氮氣或稀有氣體來操作
• SIL（安全完整性等級）2
• 應用

SIPART PS2 定位器主要應用于以下領域：

• 化學/石化
• 電站
• 造紙和玻璃
• 水和污水
• 食品和制藥
• 海上平臺

SIPART PS2 定位器可用于所有氣動執行器且可以交付：

• 各種外殼設計和各種材料（聚碳酸酯、鋁和不銹鋼）
• 塑鋁、不銹鋼外殼或鑄鋁外殼
• 可用于非危險區域
  • “本安“保護方式
  • “防爆外殼”保護類型
  • “非易燃”保護類型
  • 通過防護型外殼實現防塵

通訊形式：

• 0/4 ...20 mA 控制，帶/不帶 HART 通信功能
• 具有PROFIBUS-PA 通訊接口
• 帶基金會現場總線 (FF) 通信接口

防爆產品

• 帶“本安”型設備，可用于 Zone 1、2、21、22 或 Class I、II、III/Division 1/組 A-G
• 保護類型為“由外殼提供防塵”的設備，適合在 21、22 危險區或 Class II, III/Division 1/Group E-G 危險區域內使用
• “防爆”型設備，可用于 Zone 2 或 Class I、Division 2、組 A-D
• 帶隔爆外殼型設備，可用于 Zone 1 或 Class I、Division 1、組 A-D

不銹鋼外殼的產品適用于特殊環境條件

SIPART PS2 有不銹鋼外殼（蓋板無窗口）的產品可應用在特殊腐蝕性的環境（例如海上作業，氯堿廠等）。其功能和基型產品相同。

西門子智能閥門定位器代理商SIPART PS2 系列閥門定位器是一種采用高集成度微處理器的數字式現場設備。

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 技術規范 PROFIBUS-PA 通訊的總線供電功能電子部件，
  • IEC 61158-2 技術規范基金會現場總線（FF）通訊的總線供電功能電子部件
• 位置檢測系統
• 螺絲接線端子盒
• 帶預控壓電閥的氣動閥組

壓電閥組安裝在殼體內部，進氣和輸出壓力的氣動接口位于定位器的右側。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角的兩個限位信號。將兩個限值分別設定為最大值和最小值。
• 如果，在自動模式下最終的控制部件的設定位置無法達到，或發生設備故障，就會有輸出一個報警。
• 第二路數字量輸入用于報警信號或觸發安全響應，或作鎖定/發訊功能，或作安全定位。

可發出限位信號的限位開關觸發器（SIA）

采用槽型觸發器，可作為 NAMUR 信號 (EN 60947-5-6)，發出兩個限位信號。模塊還包含一個報警輸出（見“報警模塊”）。

通過機械觸點發出限位信號（機械限位開關模塊）

采用安裝簡便的機械限位開關可發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。狀態顯示源自故障信號的監測。這些模塊易于改裝。

位置檢測系統和控制器模塊分開安裝

SIPART PS2 所有外殼型式的產品（隔爆型除外），其位置檢測系統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行機構上。控制單元可單獨安裝在離執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行器連接。這樣一種分開的設計經常很有優勢，如果在安裝處周圍的環境超過對定位器規定的值（例如：強烈振動）

下列設備用來測量行程或角程：

• NCS 傳感器
• 外部位置檢測系統 C73451-A430-D78
• 市售電位器（電阻 10 kΩ），例如用于更高的應用溫度或用戶自定義應用

對于閥門行程短的，非常小的線性執行機構，推薦用電位器。因為，一方面電位器要求的空間很小，另一方面傳輸特性對于短行程是最佳的。

位置檢測系統和控制器模塊分開安裝

非接觸式位置傳感器（NCS）

NCS 用于帶安裝支架（6DR4004-.N.10，左側）的部分旋轉執行器以及安裝有與執行器相關的安裝件（6DR4004-.N.20，右側）的 ≤ 14 mm (0.55 in) 直線執行器

NCS (6DR4004-.N.30)，行程 > 14 mm (0.55 inch)，使用 NAMUR 直線執行器的安裝套件安裝

執行機構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、角行程執行機構上的驅動銷或反饋杠桿以及直行程執行機構的支架可省去至 14mm 的行程。

其結果是：

• 抗震性更強
• 位置傳感器無磨損
• 安裝在非常小的執行機構上毫無問題
• 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器和一個安裝在直行程執行器的閥桿或角行程執行機構轉軸上的磁性體組成。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“選型和訂貨數據”、“EMC 濾波器模塊”）。
功能

SIPART PS2 型智能定位器的工作原理與傳統定位器完全不同。

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程序來控制壓電閥，壓電閥進而調節進入執行器氣室的氣流量。

微處理器根據偏差（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換為氣動位移增量。

當控制偏差很大時（快速階躍區），定位器輸出一個連續信號；當控制偏差不大（低速階躍區），定位器輸出連續脈沖。 當控制器偏差在允許誤差范圍內（自適應或可調死區狀態），則沒有控制指令輸出。

通過安裝套件檢測執行器的直線或旋轉運動，并將信號通過軸齒輪傳動機構和非浮置齒輪傳動機構，傳送到高質量電位器。

裝在直線執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，它完全從 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。 同樣應用于現場總線基金會型。

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，它同主控氣路連在一起。 壓電閥組具有極長的工作壽命。

現場操作

現場操作由內置顯示屏和 3 個按鈕完成。 自動、手動和組態可通過按鈕切換。

手動模式時，可在整個量程范圍調節執行器，無需中斷電路。

通過 SIMATIC PDM 組態軟件進行操作和監控

采用組態軟件 SIMATIC PDM，可以方便地對該設備進行操作、監控、組態和參數設置。 采用 SIMATIC PDM，可以從該設備中讀出可以使用的診斷信息。 通信通過 HART 協議或者 PROFIBUS PA 實現。采用 HART 協議時，通過 HART 調制解調器或者兼容于 HART 的輸入/輸出模塊（遠程 IO）都可以進行設備訪問。 相應的設備描述文件，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 技術提供了相應的軟件。該軟件可以通過 DTM（設備類型管理器）利用 FDT 幀應用（例如，PACTware）設置現場設備的參數。 SITRANS DTM 和與必要設備相關的增強版 EDD 均可以免費下載。 該軟件為 HART 和 PROFIBUS 提供了相關的通信接口。

自動初始化

通過簡便的組態菜單，可以根據閥門快速組態 SIPART PS2，也可以通過自動初始化功能，調節 SIPART PS2。

在初始化時，微處理器自動確定閥門的零點、最大行程、動作方向和定位速度。 用這些來確定最小脈沖時間和死區，從而優化控制效果。

低耗氣量

SIPART PS2 的特點就是耗氣量極少。 傳統的定位器耗氣量很大。 由于采用了現代壓電技術，SIPART PS2 只在需要時消耗空氣，這意味著可在非常短的時間內獲得投資回報。

豐富的診斷功能

SIPART PS2 具有檢測功能，能報告執行機構和調節閥變化的多項豐富的信息。 這種信息對調節閥和執行機構的診斷和檢測是非常重要的。要確定的監控的測量數據（某些情況下可調整其限值）包括：

• 行程累積
• 行程方向改變次數
• 報警計數
• 自調整死區
• 閥門極限位置（例如：閥座的磨損）
• 最高/最低溫度下的運行小時數（按照溫度和行程范圍）
• 壓電閥運行次數
• 閥門定位時間
• 執行機構泄漏

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。所有閥門相關信息（設定值、實際值、控制偏差、診斷系統的狀態等）可一覽無余。從診斷控制臺，只需點擊幾次鼠標，即可或的其它數據和詳細信息。

三級報警狀態監測

智能電氣閥門定位器 SIPART PS2 有更多的額外監測功能。狀態報警源自閥門故障信號的監測。 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行器發生嚴重的故障前及早采取措施，可阻止即將發生的系統停機。 通過故障信號的指示，例如執行器隔膜的損壞、動作滯后等，用戶可利用適當的維護策略保證系統可靠。

通過這種三級報警層次結構，也可以提前檢測出閥門填料箱的靜態摩擦、閥塞/閥座的磨損或接頭上的沉積物或漆層并發出信號。

這些故障信號即可通過定位器（最大 3）的報警輸出（見上面）或通過HART通訊以及現場總線接口輸出。 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、階梯響應測試、多步響應測試和閥門性能測試可提供有關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，如階梯響應時間（T63、T86、客戶可選擇的 Txx）、死區時間、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最高為 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行器上。

可根據需要或在故障時驅動閥門到預先設置的安全位置。

閥門定位器滿足以下要求：

• 對于安全通風，其功能安全性最高可達 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，定位器將在單獨設備中執行兩個任務（無需額外接線）

• 首先，它通過使執行器排氣根據要求打開和關閉附件（功能安全達到 SIL 2（請參閱上述內容））
• 其次，它可以定期（1 - 365 天）執行部分行程測試，可防止管件因腐蝕或水垢而堵塞。

由于在這種情況下，SIPART PS2 以閉環控制模式連續運行（例如，99% 位置），所以還可執行氣動輸出回路的永久測試功能，通常在使用電磁閥時無法執行該功能。

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 根據要求執行排氣，在使用帶有 4 線連接系統的 SIPART PS 2 時，無需這些電磁閥。 這意味著在控制閥上，可由單獨的設備執行控制功能和關閉功能。

組態

SIPART PS2 可以在組態模式下對如下設置進行組態：

• 輸入電流范圍 0 至 20 mA 或 4 至 20 mA
• 設定點上升或下降特性
• 定位速度限值（給定值斜率）
• 分程調節；可調整起始值和滿刻度值
• 響應閾值（死區）；自調整或固定值
• 動作方向；隨設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）
• 執行器位置的限值（報警）：最小值和最大值
• 自動“緊密關閉”功能（可調響應閾值）
• 根據閥門特性曲線進行行程調節
• 二進制輸入功能
• 報警輸出功能等。

SIPART PS2 不同型號的組態內容基本相同。