SIPART PS2 – 电气动定位器，铝外壳

SIPART PS2 Ex d 定位器，防爆型铝外壳，带压力计

SIPART PS2 定位器，不锈钢外壳，带压力计

SIPART PS2 系列智能电气阀门定位器用于气动直线或角行程执行器的控制。气动阀门定位器可驱动执行器，使阀门开度达到与给定值相同的位置。附加功能输入可用于锁定阀位或驱动阀门达到安全的位置。做为实现这种功能的标准配置已经集成二进制输入到基型产品中。

SIPART PS2 系列智能电气阀门定位器有许多独特而实用的优点：

• 安装简单，自动初始化（零位和行程范围自动调整）
• 操作简便：
  • 使用三个按钮和一个用户友好的双行显示屏进行本地操作（手动操作）和设备组态
  • 通过 SIMATIC PDM 进行参数设置
• 高质量控制归功于在线自适应程序
• 稳态操作时耗气量可忽略
• “紧密关闭”功能（确保对阀座的最大致动力）
• “原位故障”功能：发生辅助电源故障和/或气动装置时保留当前位置（不与 SIL 结合应用）。
  示例：对于体积为 8 升的执行器，具有“原位故障”特性的 SIPART PS2 的典型位置稳定性为 0.3% / 小时。
• 通过简单的组态可以实现众多功能（例如参量化和极限值）
• 用于阀和执行器的自诊断
• 直线或角行程执行器采用同一型号的阀门定位器
• 可动部件少，因此对振动不敏感
• 在极端的外界环境中，可以选择外部非接触式位置传感器
• “智能电磁阀”：单独设备中的部分行程测试和电磁阀功能
• 例如，安全阀的部分行程测试
• 通过满行程测试、多步响应测试、阀门性能测试对阀门进行性能和维护评估
• 也可通过净化的天然气、二氧化碳、氮气或稀有气体来操作
• SIL（安全完整性等级）2

SIPART PS2 定位器主要应用于以下领域：

• 化学/石化
• 电站
• 造纸和玻璃
• 水和污水
• 食品和制药
• 海上平台

SIPART PS2 定位器可用于所有气动执行器且可以交付：

• 各种外壳设计和各种材料（聚碳酸酯、铝和不锈钢）
• 塑铝、不锈钢外壳或铸铝外壳
• 可用于非危险区域
  • “本安“保护方式
  • “防爆外壳”保护类型
  • “非易燃”保护类型
  • 通过防护型外壳实现防尘

通讯形式：

• 0/4 ...20 mA 控制，带/不带 HART 通信功能
• 具有PROFIBUS-PA 通讯接口
• 带基金会现场总线 (FF) 通信接口

防爆产品

• 带“本安”型设备，可用于 Zone 1、2、21、22 或 Class I、II、III/Division 1/组 A-G
• 保护类型为“由外壳提供防尘”的设备，适合在 21、22 危险区或 Class II, III/Division 1/Group E-G 危险区域内使用
• “防爆”型设备，可用于 Zone 2 或 Class I、Division 2、组 A-D
• 带隔爆外壳型设备，可用于 Zone 1 或 Class I、Division 1、组 A-D

不锈钢外壳的产品适用于特殊环境条件

SIPART PS2 有不锈钢外壳（盖板无窗口）的产品可应用在特殊腐蚀性的环境（例如海上作业，氯碱厂等）。其功能和基型产品相同。

SIPART PS2 系列阀门定位器是一种采用高集成度微处理器的数字式现场设备。

定位器由以下部件组成：

• 壳体和盖
• PCB 印刷电路板组件，带或不带 HART 7 通信功能
  或通信电子器件，符合标准
  • 或者符合 IEC 61158-2 技术规范 PROFIBUS-PA 通讯的总线供电功能电子部件，
  • IEC 61158-2 技术规范基金会现场总线（FF）通讯的总线供电功能电子部件
• 位置检测系统
• 带螺钉型端子的接线盒
• 带压电阀预控制装置的气缸

气缸缸体在壳体内，进气和定位压力的气动接头位于定位器的右侧。可另选一个压力表模块和/或一个电磁阀接在上面。SIPART PS2 系列智能电气阀门定位器用于气动直线或角行程执行器的控制。对于具有以下功能、单独订购的电路板，铸件中的电路板容器提供有插槽：

位置反馈模块

• 二线制 4-20 mA 型号位置反馈模块

报警模块（3 个输出，1 个输入）

• 采用二进制信号作为行程或转角的两个限位信号。将两个限值分别设定为最大值和最小值。
• 如果，在自动模式下最终的控制部件的设定位置无法达到，或发生设备故障，就会有输出一个报警。
• 第二路数字量输入用于报警信号或触发安全响应，或作锁定/发讯功能，或作安全定位。

可发出限位信号的限位开关触发器（SIA）

采用槽型触发器，可作为 NAMUR 信号 (EN 60947-5-6)，发出两个限位信号。模块还包含一个报警输出（见“报警模块”）。

可发出限位信号的机械限位开关（机械限位触点模块）

采用安装简便的机械限位开关可发出二个触点限位信号。模块还包含一个报警输出（见“报警模块”）。

上述所有模块都符合：

所有信号互相电气隔离，所有的模块易于安装。状态显示源自故障信号的监测。这些模块易于改装。

位置检测系统和控制器模块分开安装

SIPART PS2 所有外壳型式的产品（隔爆型除外），其位置检测系统和控制器单元均可以单独连接。。行程或角位的测量可以直接安装在执行机构上。控制单元可单独安装在离执行器一定距离的地方，如安装在管道或类似安装件上。控制器通过一根电缆与位置检测组件连接，用一根或两根气管与执行器连接。这样一种分开的设计经常很有优势，如果在安装处周围的环境超过对定位器规定的值（例如：强烈振动）

下列设备用来测量行程或角程：

• NCS 传感器
• 外部位置检测系统 C73451-A430-D78
• 市售电位器（电阻 10 kΩ），例如用于更高的应用温度或用户自定义应用

对于阀门行程短的，非常小的线性执行机构，推荐用电位器。因为，一方面电位器要求的空间很小，另一方面传输特性对于短行程是最佳的。

位置检测系统和控制器模块分开安装

非接触式位置传感器（NCS）

NCS 用于带安装支架（6DR4004-.N.10，左侧）的部分旋转执行器以及安装有与执行器相关的安装件（6DR4004-.N.20，右侧）的 ≤ 14 mm (0.55 in) 直线执行器

NCS (6DR4004-.N.30)，行程 > 14 mm (0.55 inch)，使用 NAMUR 直线执行器的安装套件安装

执行机构行程的检测也可采用非接触式位置传感器代替电位器。所有的连接件，如连接轮、角行程执行机构上的驱动销或反馈杠杆以及直行程执行机构的支架可省去至 14mm 的行程。

其结果是：

• 抗震性更强
• 位置传感器无磨损
• 安装在非常小的执行机构上毫无问题
• 小行程无滞后。

传感器不需要额外的电源，即SIPART PS2（不适用 Ex d 型）可采用二线系统。NCS（非接触传感器）是由一个固定的感应器和一个安装在直行程执行器的阀杆或角行程执行机构转轴上的磁性体组成。对于行程大于 14 mm (0.55 inch) 的型号，NCS 预安装在不锈钢机架上，并提供有和定位器相同的接口，如可使用标准安装套件 6DR4004-8V，-8VK 和 -8VL 安装。

为了在使用外部位置传感器时提供过程边界并确保具有符合 EC 一致性声明的抗扰度，需要在定位器（控制器单元）中安装一个 EMC 滤波器模块（请参见“选型和订货数据”、“EMC 滤波器模块”）。

SIPART PS2 型智能定位器的工作原理与传统定位器完全不同。

工作模式

采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行器气室的气流量。

微处理器根据偏差（给定值 W 与实际值之间的偏差）的大小和方向输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位移增量。

当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出连续脉冲。当控制器偏差在允许误差范围内（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。

通过安装套件检测执行器的直线或旋转运动，并将信号通过轴齿轮传动机构和非浮置齿轮传动机构，传送到高质量电位器。

装在直线执行器上的组件检测的角度误差被自动地校正。

当 SIPART PS2 采用二线制连接时，它完全从 4 至 20mA 给定信号中获取电源。亦可从 PROFIBUS (SIPART PS2 PA) 二线制总线信号中获取电源。同样应用于现场总线基金会型。

带压电阀预控制装置的气缸

压电阀可以释放很短的控制脉冲。因而能够达到很高的定位精度。主导元件是一个压电柔韧开关，它同主控气路连在一起。该气缸的特点是使用寿命极长。

就地操作

现场操作由内置显示屏和 3 个按钮完成。自动、手动和组态可通过按钮切换。

手动模式时，可在整个量程范围调节执行器，无需中断电路。

通过 SIMATIC PDM 组态软件进行操作和监控

采用组态软件 SIMATIC PDM，可以方便地对该设备进行操作、监控、组态和参数设置。采用 SIMATIC PDM，可以从该设备中读出可以使用的诊断信息。通信采用 HART 协议或 PROFIBUS PA。采用 HART 协议时，既可通过 HART 调制解调器也可通过具备 HART 功能的输入/输出模块（远程 IO）来访问该设备。相应的设备描述文件，例如 GSD 和（增强版）EDD，都可以用于这两种通信。

此外，SITRANS DTM 还基于成熟的 EDD 技术提供了相应的软件。该软件可以通过 DTM（设备类型管理器）利用 FDT 帧应用（例如）设置现场设备的参数。PACTware）。SITRANS DTM 和与必要设备相关的增强版 EDD 均可以免费下载。该软件为 HART 和 PROFIBUS 提供了相关的通信接口。

自动调试

通过简便的组态菜单，可以根据阀门快速组态 SIPART PS2，也可以通过自动初始化功能，调节 SIPART PS2。

在初始化时，微处理器自动确定阀门的零点、最大行程、动作方向和定位速度。用这些来确定最小脉冲时间和死区，从而优化控制效果。

低耗气量

SIPART PS2 的特点就是耗气量极少。普通定位器耗气量很大。由于采用了现代压电技术，SIPART PS2 只在需要时消耗空气，这意味着可在非常短的时间内获得投资回报。

丰富的诊断功能

SIPART PS2 具有检测功能，能报告执行机构和调节阀变化的多项丰富的信息。这种信息对调节阀和执行机构的诊断和检测是非常重要的。要确定的监控的测量数据（某些情况下可调整其限值）包括：

• 行程累积
• 行程方向改变次数
• 报警计数
• 自调整死区
• 阀门极限位置（例如：阀座的磨损）
• 最高/最低温度下的运行小时数（按照温度和行程范围）
• 压电阀运行次数
• 阀门定位时间
• 执行机构泄漏

诊断控制台概览

通过诊断控制台，HART 型 SIPART PS2 提供了简单方便的诊断方法。所有阀门相关信息（设定值、实际值、控制偏差、诊断系统的状态等）可一览无余。从诊断控制台，只需点击几次鼠标，即可或的其它数据和详细信息。

三级报警状态监测

智能电气阀门定位器 SIPART PS2 有更多的额外监测功能。状态报警源自阀门故障信号的监测。这些故障的严重程度使用“交通灯信号”定级，用绿色、黄色和红色扳手符号表示（在 SIMATIC PDM 和维护站中）。

• 需要维修（绿色扳手）
• 急需维修（黄色扳手）
• 阀门故障或一般故障危险（红色扳手）

这允许用户在阀门或执行器发生严重的故障前及早采取措施，可阻止即将发生的系统停机。通过故障信号的指示，例如执行器隔膜的损坏、动作滞后等，用户可利用适当的维护策略保证系统可靠。

通过这种三级报警层次结构，也可以提前检测出阀门填料箱的静态摩擦、阀塞/阀座的磨损或接头上的沉积物或漆层并发出信号。

这些故障信号即可通过定位器（最大 3）的报警输出（见上面）或通过HART通讯以及现场总线接口输出。在这种情况下，带有 HART、PROFIBUS、FF 版本 SIPART PS2 阀门定位器可显示关键过程变量的多种故障信号，以及趋势图和柱状图。

显示屏还可显示维护等级，包括故障的来源。

阀门所需的维护

满行程测试、阶梯响应测试、多步响应测试和阀门性能测试可提供有关阀门所需维护的向信息。借助于 HART 通信，您可以收到全面的测试结果，并可确定维护措施的范围。为了对阀门性能进行量化，将会测定一些特性值，如阶梯响应时间（T63、T86、客户可选择的 Txx）、死区时间、过冲、滞后、测量误差、非线性度等。

功能安全等级 SIL2

该定位器可以用于在功能安全方面可以满足最高为 SIL 2(适用标准 IEC 61508 或 IEC 61511) 的特定要求的阀门上。其它型号产品 6DR5.1.-0....-....-Z C20 也同样如些。

它们是单向定位器，用于安装在带弹簧归位装置的气动执行器上。

可根据需要或在故障时驱动阀门到预先设置的安全位置。

阀门定位器满足以下要求：

• 对于安全通风，其功能安全性最高可达 SIL 2（适用标准 IEC 61508 或 IEC 61511）。

SIPART PS 2 用作“智能电磁阀”

通常，通过电磁阀气动控制阀门打开/关闭，特别是安全阀。如果您使用 SIPART PS2 替代这种类型的电磁阀，定位器将在单独设备中执行两个任务（无需额外接线）

• 首先，它通过使执行器排气根据要求打开和关闭附件（功能安全达到 SIL 2（请参阅上述内容））
• 其次，它可以定期（1 - 365 天）执行部分行程测试，可防止管件因腐蚀或水垢而堵塞。

由于在这种情况下，SIPART PS2 以闭环控制模式连续运行（例如，99% 位置），所以还可执行气动输出回路的永久测试功能，通常在使用电磁阀时无法执行该功能。

通常，在操作过程中也无法测试控制阀上的电磁阀。由于 SIPART PS2 根据要求执行排气，在使用带有 4 线连接系统的 SIPART PS 2 时，无需这些电磁阀。这意味着在控制阀上，可由单独的设备执行控制功能和关闭功能。

组态

SIPART PS2 可以在组态模式下对如下设置进行组态：

• 输入电流范围 0 至 20 mA 或 4 至 20 mA
• 设定值输入处的上升或下降特性曲线
• 定位速度限值（设定值斜坡）
• 分程调节；可调整起始值和满刻度值
• 响应阈值（死区）；自调整或固定值
• 动作方向；具有上升设定值的上升或下降输出压力
• 定位范围的限值（起始刻度和满刻度值）
• 执行器位置的限值（报警）：最小值和最大值
• 自动“紧密关闭”功能（可调响应阈值）
• 根据阀门特性曲线进行行程调节
• 二进制输入功能
• 报警输出功能等。

SIPART PS2 不同型号的组态内容基本相同。