Электропневматические позиционеры SIPART PS2 Siemens

Область применения

Позиционер SIPART PS2 используется, например, в следующих отраслях:

• химия

• электростанции
• бумага и стекло
• пищевая и фармацевтическая промышленность 
• оффшорные установки

Позиционеры SIPART PS2 поставляются:

• для приводов простого действия: в пластиковом корпусе, корпусе из нерж. стали или алюминия
• для приводов двойного действия: в пластиковом корпусе и корпусе из нерж. стали
• для взрывобезопасных приложений
• для взрывоопасных приложений в версиях 
  • как искробезопасный прибор (EEx ia/ib) или
  • во взрывонепроницаемом корпусе (EEx d) или
  • с типом взрывозащиты Ex n (non sparking)

и в трёх вариантах:

• с коммуникацией 0/4 ... 20 мА - техника управления через сигнал HART (опция)
• с коммуникационным интерфейсом PROFIBUS PA (EEx ia)
• с коммуникационным интерфейсом Foundation Fieldbus (FF).

Взрывозащитные варианты

Прибор в базовой версии поставляется как искробезопасное оборудование с классом защиты EEx ia/ib, так и как не искробезопасное оборудование для зоны 2 (искробезопасные конструкции см. "Технические параметры").

Во взрывонепроницаемом варианте корпуса SIPART PS2 EEx d разрешена не искробезопасная работа в зоне 1 (см. "Технические параметры"). В этом случан могут использоваться и все опционные модули (кроме внешних систем регистрации установочного движения и NCS).

Корпус из нерж. стали (VA) для сложных внешних условий

Для использования в особо агрессивном окружении (например, оффшорный режим и хлорные установки) SIPART PS2 поставляется в корпусе из стали VA. Функциональность приборов идентична базовым приборам.

Обзор

Электропневматический позиционер SIPART PS2

Электропневматический позиционер SIPART PS2 EEx d во взрывонепроницаемом корпусе

SIPART PS2 в VA-корпусе

Электропневматические позиционеры SIPART PS2 применяются для регулировки позиции вентилей и клапанов на пневматических поступательных и поворотных приводах. Электропневматический позиционер устанавливает на приводе позицию вентиля, соответствующую заданной величине. Через дополнительные функциональные входы можно запустить блокировку или позицию безопасности клапана. Для этого в основном приборе имеется стандартный двоичный вход.

Дизайн

Позиционер SIPART PS2 является цифровым полевым прибором с микроконтроллером с высокой степенью интеграции.

Он состоит из следующих компонентов:

• корпус с крышкой
• печатная плата с соответствующей электроникой и коммуникацией через HART или с электроникой для коммуникации согласно
  • спецификации PROFIBUS PA, IEC 61158-2; питание из шины, или
  • спецификации Foundation Fieldbus (FF), IEC 61158-2, питание из шины 
• система сбора информации о рабочем ходе исполнительного органа
• контактная площадка с винтовыми клеммами
• пневматический вентильный блок с предварительным пьезоуправлением вентилями.

Вентильный блок находится в корпусе, пневматические соединения для приточного воздуха и давления исполнительного импульса на правой стороне корпуса. По выбору там может быть подсоединен блок индикаторов давления и/или магнитный аварийный клапан. На приборе имеются места для установки дополнительных плоских модулей, с помощью которых могут осуществляться следующие дополнительные функции:

Модуль Iy:

• позиционное квитирование в качестве двухпроводного сигнала 4 to 20 mA.

Модуль тревоги (3 выхода, 1 вход):

• сообщение двух предельных величин рабочего хода исполнительного органа или установочного угла через двоичные сигналы. Обе предельные величины могут устанавливаться независимо друг от друга в качестве максимальной или минимальной величины.
• сообщение о помехе, если в автоматическом режиме не достигается заданная позиция исполнительного органа и возникает помеха в работе прибора
• второй двоичный вход для сигналов сообщения или для включения реакций безопасности или для блокировки/функции сообщения позиции безопасности.

У l_y -и  у модуля тревоги, а также у SIA-модуля все сигналы сообщения гальванически отделены друг от друга и от основного прибора. Выходы оборудованы системой автоматический сигнализации ошибок.

Сигнализация предельного значения через сигнализаторы конечных положений (модуль SIA)

Посредством легко монтируемого модуля возможна дополнительная сигнализация двух предельных значений как сигнала NAMUR (DIN 19 234) с помощью сигнализаторов конечного положения. На модуле дополнительно установлен выход сигнализации неисправностей (см. модуль тревоги).

Корпус из нерж. стали (VA) для сложных внешних условий

Для использования в особо агрессивном окружении (например, оффшорный режим и хлорные установки) SIPART PS2 поставляется в корпусе из стали VA. Функциональность приборов идентична базовым приборам.

Раздельная установка системы сбора информации о рабочем ходе исполнительного органа и блока регулятора 

С помощью SIPART PS2 со всеми вариантами корпуса может быть реализована раздельная установка системы сбора информации о рабочем ходе исполнительного органа и блока регулировки. При этом регистрация угла подачи или поворота осуществляется непосредственно на приводе. Блок регулятора в этом случае может быть установлен на некотором расстоянии, например, на монтажной трубе и т.п. и соединяется с системой сбора информации о рабочем ходе исполнительного органа через электрическое кабельное соединение, а с приводом через одну или две пневматические линии. Такая конечная установка часто имеет смысл в том случае, когда внешние условия на арматуре превышают предельные значения для позиционера.

• сенсор NCS
• внешняя система сбора информации о ходе исполнительного органа C73451-A430-D87
• обычный потенциометр (сопротивление 10 kΩ)

Измпользование линейных потенциометров рекомендуется у очень маленьких поступательных приводов с небольшим ходом вентиля, так как с одной стороны линейные потенциометры занимает очень мало места, а передаточная характеристика при малом ходе является оптимальной.

Контактный и бесконтактный позиционный сенсор (NCS)

Вместо потенциометра блок регистрации установочных движений может также состоять из бесконтактного позиционного сенсора. При этом становяться ненужными все соединительные элементы, как то, кулачковая муфта и поводок у поворотных приводов и рычаг и съемный бугель у поступательных приводов.

Результатом этого является:

• еще большая устойчивость к вибрации, тряске и толчкам
• нет износа позиционного датчика
• легкая установка на самые маленькие приводы
• без гистерезиса при наименьших ходах.

Сенсор не нуждается в дополнительной вспомогательной энергии, что означает, SIPART PS2 может использоваться при двухпроводном соединении. NCS (Non Contacting Position Sensor) состоит из жестко фиксируемого залитого корпуса сенсора и магнита, который у поступательных приводов смонтирован на шпинделе, а у поворотных приводов на конце вала.

Для обеспечения ЭМ-помехоустойчивости согласно EN 61326/A1 и NAMUR NE21 при использовании внешних датчиков перемещения, необходимо установить в позиционер (блок регулятора) специальный ЭМ-фильтровальный модуль (см. заказные параметры: ЭМ-фильтровальный модуль).

Separate connection of actuator travel detection system and controller unit

Функции

Электропневматический позиционер SIPART PS2 кардинально отличается от обычно работающих приборов.

Принцип работы

Сравнение заданной и действительной величин позиции привода осуществляется электронно в микроконтроллере. При фиксации микроконтроллером отклонения регулируемой величины он управляет пьезовентилями по методу 5-ти позиционного выключателя, через которые происходит дозировка воздуха в камеры пневматического привода.

В соответствии с величиной и направлением рассогласования (отклонение заданное значение w - управляющее воздействие x) микроконтроллер подает на соответствующий пьезовентиль электрическую управляющую команду. Пьезовентиль преобразует управляющую команду в пневматическое приращение управляющего воздействия.

При этом позиционер в зоне большого рассогласования (зона быстрого хода) подает непрерывный сигнал; в пределах зоны среднего рассогласования (зона меделенного хода) он подает последовательности импульсов, а в пределах зоны очень маленького рассогласования (адаптивная или настраиваемая мертвая зона) он не подает перестановочных импульсов.

Позиционер SIPART PS2 с помощью навесного блока для поступательных и поворотных приводов устанавливается на соответствующий пневматический привод.

Поступательные или поворотные движения исполнительного привода фиксируются навесным блоком и через вал и беззазорную зубчатую передачу передается на высококачественный потенциометр.

Угловая погрешность ползунка при установке на поступательные приводы автоматически исправляется.

При подсоединении в двухпроводную схему SIPART PS2 получает свою вспомогательную энергию из 4 до 20мА сигнала заданной величины. Также и в режиме с PROFIBUS (SIPART PS2 PA) электрическая подача вспомогательной энергии осуществляется через двухпроводный шинный сигнал. Это же относится и к варианту с Foundation Fieldbus.

Пневматический вентильный блок с предварительным пьезоуправлением вентилями

Пьезовентиль может подавать очень короткие перестановочные импульсы. Благодаря этому достигается высокая точность перестановки. Элементом предварительного управления является пьзопреобразователь, он включает главный пневматический блок управления. Вентильный блок характеризуется очень длительным сроком службы.

Управление на месте

Управление на месте осуществляется через встроенный ЖКД и три клавиши управления. Нажатием кнопки можно переключаться между автоматическим, ручным и режимом конфигурирования.

В ручном режиме возможна перестановка привода во всем диапазоне.

Управление и наблюдение с помощью коммуникационной программы SIMATIC PDM

Коммуникационное программное обеспечение SIMATIC PDM обеспечивает возможность удобного дистанционного управления и наблюдения через РС или ноутбук. Кроме этого с помощью этой программы можно конфигурировать позиционер. На основепроцессуальных и сравнительных данных вычисляются параметры, которые могут давать важные указания для технического обслуживания и диагностики ошибок всей арматуры.

Для коммуникации как через интерфейс HART, так и для PROFIBUS-PA-интерфейса поставляется программа SIMATIC PDM.

При работе SIPART PS2 через интерфейс HART подключение осуществляется через вставляемый в интерфейс PC-COM модем HART напрямую через 2-х проводный кабель на позиционер SIPART PS2. Необходимые для коммуникации по HART-протоколу сигналы накладываются на сигнал тока по частотно-коммутационному методу (Frequence Shift Keying, FSK).

Автоматический ввод в эксплуатацию

Благодаря простому меню конфигурирования возможно быстрое согласование SIPART PS2 с арматурой и компенсация через автоматическую функцию ввода в эксплуатацию.

При инициализации микроконтроллер вычисляет нулевую точку, конечную величину, направление действия и скорость перестановки привода. Исходя из этого он определяет минимальную длительность импульса и мертвую зону и тем самым оптимизирует регулирование.

Малый расход воздуха

Отличительным свойством SIPART PS2 является очень маленький собственный расход воздуха. Свойственные для обычных преобразователей потери воздуха означают большие затраты. Благодаря современной пьезотехнологии SIPART PS2 расходует воздух только при работе, благодаря чему его амортизация значительно сокращается.

Обширные диагностические функции

SIPART PS2 (6DR5...) имеет различные функции контроля, благодяря чему возможна регистрация и сигнализация изменений на приводе и вентиле в том случае, когда они выходят за устанавливаемую предельную величину. Эта информация может содержать важные указания по диагностике привода и вентиля. К получаемым и контролируемым параметрам измерения, предельные величины которых могут частично устанавливаться, среди прочего относятся:

• интеграл работы
• количество смены направлений
• счетчик тревог
• адаптивная мертвая зона
• конечная упорная позиция вентиля (например, износ седла вентиля)
• часы эксплуатации (также и по температурным и установочным диапазонам), а также мин/макс. температура
• циклы коммутации пьезовентилей
• время установки вентиля
• негерметичности привода

Конфигурирование

Для позиционера SIPART PS2 в режиме конфигурирования при необходимости, например, могут быть структурированы следующие установки:

• диапазон входного тока 0 до 20 мА или 4 до 20 мА
• растущая или падающая характеристика на входе заданного значения
• ограничение скорости перестановки (рампа заданного значения)
• режим Split-range; возможность установки начального и конечного значения
• порог срабатывания (мертвая зона); адаптивная или фиксированная
• направление действия; растущее или падающее выходное давление при растущем заданном значении
• пределы (начальное и конечное значение) диапазона регулирования
• предельные значения (тревоги) позиции исполнительного элемента; мин. и макс. значение
• автоматическая герметизация (с устанавливаемым порогом срабатывания)
• согласование хода в соответствии с характеристикой вентиля
• функция двоичных входов
• функция выхода сигнализации ошибок и т.п.

_{Конфигурирование вариантов SIPART PS2 является идентичным в базовых пунктах.}

Электропневматический позиционер SIPART PS2, схема работы

Чертеж

Корпус из пластика и нерж.стали (сверху), алюминиевый корпус (в центре), корпус из пластика и металла (снизу), размеры в мм (дюймах)

Взрывонепроницаемый корпус, размеры в мм (дюймах)

Монтаж на поворотные приводы, монтажная консоль (объем поставки изготовителя привода), выдержка из VDI/VDE 3845, размеры в мм (дюймах)

Особенности

Позиционеры SIPART PS2 отличаются от обычных приборов рядом решающих преимуществ, а именно:

• простой монтаж и автоматический ввод в эксплуатацию (автоматическая компенсация нулевой точки и интервала)
• простое управление
  • управление на месте (ручной режим) и конфигурирование прибора через три клавиши управления и удобный, двухстрочный ЖК-дисплей
  • программирование через SIMATIC PDM; очень высокое качество регулирования благодаря адаптации Online
• пренебрежительно малый расход воздуха в стационарном режиме
• функция "герметизации" (обеспечивает макс. перестановочное усилие на седле вентиля)
• множество функций может быть активировано простым конфигурированием ( например, характеристики и ограничения)
• обширные функции диагностики для вентиля или привода
• только один вариант прибора для поступательных и поворотных приводов
• не чувствительны к вибрациям благодаря малой подвижной массе
• по выбору внешний бесконтактный датчик положения для сложных внешних условий

Схема подключения

Электрическое подключение 2-х проводного прибора (6DR50.. и 6DR51..)

Приборы типа 6DR50.. и 6DR51.. работают по 2-х проводной схеме.

^{Электропневматический позиционер SIPART PS2, входная схема для 6DR50.. и 6DR51..}

Электрическое подключение прибора PROFIBUS-PA (6DR55..) и приборов Foundation-Fieldbus (6DR56..)

^{Электропневматический позиционер SIPART PS2 PA и SIPART PS2 FF, входная схема для 6DR55.. и 6DR56..}

Электрическое подключение 2-х, 3-х и 4-х проводного прибора (6DR52.. и 6DR53..)

Приборы типа 6DR52.. и 6DR53.. могут работать по 2-х, 3-х и 4-х проводной схеме.

^{Электропневматический позиционер SIPART PS2, пример подключения для коммуникации через HART для 6DR52..}

^{Электропневматический позиционер SIPART PS2, входная схема для 6DR52..}

Технические данные

1) При вводе в эксплуатацию при ≤ 0 °C (≤ 32 °F) обратить внимание на достаточно длительную продувку вентилей сухим веществом.

2) От -10 °C ограниченная повторяемость индикации ЖКИ. При использовании с модулем Iy допускается только T4.

3) При EEx d-исполнении (6DR5..5-...) значения уменьшены на 20 %.

SIPART PS2	Основной прибор без Ex-защиты	Основной прибор с Ex-защитой EEx d (взрывонепроницаемый корпус)	Основной прибор с Ex-защитой EEx ia/ib	Основной прибор с Ex-защитой EEx n
Взрывозащита по EN 50014, EN 50020 и EN 50021	без	EEx d II 2 G EEx d II C T6	EEx ia/ib II 2 G EEx ia/ib II C T6	EEx n II 3 G EEx nA L [L] II C T6
Mесто монтажа		Зона 1	Зона 1	Зона 2
Доп. эксплуатационная внешняя температура (для основного прибора с Ex-защитой EEx ia/ib и EEx n действует: при ≤ -10 °C (+14 °F)ограниченная повторяемость ЖК- индикации. При использовании с модулем Iy допускается только T4.)	-30 ... +80 °C (‑22 ... +176 °F)	T4: -30 ... +80 °C (-22 ... +176 °F)
		T5: -30 ... +65 °C (-22 ... +149 °F)
		T6: -30 ... +50 °C (-22 ... +122 °F)
Электрические параметы
Вход
2-х проводное соединение  (клеммы 6/8)
Диапазон номинального сигнала	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA
Ток для поддержания вспомогательной энергии	≥ 3.6 мA	≥ 3.6 мA	≥ 3.6 мA	≥ 3.6 мA
Необходимое напряжение нагрузки UB (соответствует Ω при 20 мA)
Без HART (6DR50..)
Тип.	≤ 6.36 В(соответствует 318 Ω)	≤ 6.36 В (соответствует 318 Ω)	≤ 7.8 В (соответствует 390 Ω)	≤ 7.8 В(соответствует 390 Ω)
Макс.	≤ 6.48 В(соответствует 324 Ω)	≤ 6.48 В (соответствует 324 Ω)	≤ 8.3 В(соответствует415 Ω)	≤ 8.3 В (соответствует415 Ω)
Без HART (6DR53..)
Тип.	≤ 7.9 В (соответствует 395 Ω)	–	–	–
Макс.	≤ 8.4 В(coответствует420 Ω)	–	–	–
С HART (6DR51..)
Тип.	≤ 6.6 В(соответствует 330 Ω)	≤ 6.6 В (coответствует 330 Ω)	–	–
Макс.	≤ 6.72 В(coответствует 336 Ω)	≤ 6.72 В (соответствует 336 Ω)	–	–
С HART (6DR52..)
Тип.	–	≤ 8.4 В (coответствует 420 Ω)	≤ 8.4 В (coответствует 420 Ω)	≤ 8.4 В(соответствует420 Ω)
Макс.	–	≤ 8.8 В (coответствует 440 Ω)	≤ 8.8 В(соответствует 440 Ω)	≤ 8.8 В (соответствует 440 Ω)
Статическая граница разрушения	± 40 мA		–	–
Внутренняя емкость Ci
Без HART	–	–	≤ 22 nF	–
С HART	–	–	≤ 7 nF	–
Внутренняя емкость Li
Без HART	–	–	≤ 0.12 mH	–
С HART	–	–	≤ 0.24 mH	–
Для подключения к контурам тока тока с	–	–	искробезопасный Uo ≤ 30 В DC Ik ≤ 100 мA P ≤ 1 W	Ui ≤ 30 В DC Ii ≤ 100 мA
3-х/4-х проводное соединение (клеммы 2/4 и 6/8) (6DR52.. и 6DR53..)
Вспомогательная энергия UH	18 ... 35 В DC	18 ... 35 В DC	18 ... 30 В DC	18 ... 30 В DC
Расход тока IH	(UH - 7.5 V)/2.4 kW [мA]	(UH - 7.5 V)/2.4 kW [mA]	(UH - 7.5 V)/2.4 kW [мA]	(UH - 7.5 V)/2.4 kW [мA]
Внутренняя ёмкость Ci	–	–	≤ 22 nF	–
Внутренняя индуктивность Li	–	–	≤ 0.12 mH	–
Для подключения к контурам тока с	–	–	Искробезопасный Uo ≤ 30 V DC Ik ≤ 100 мA P ≤ 1 W	Ui ≤ 30 V DC Ii ≤ 100 мA
Вход тока IW
Номиальный диапазон сигнала	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA	4 ... 20 мA
Напряжение нагрузки при 20 мA	≤ 0.2 В(cоответствует 10 Ω)	≤ 0.2 В (coответствует 10 Ω)	≤ 1 В (coответствует 50 Ω)	≤ 1 В (coответствует 50 Ω)
Внутренняя емкость Ci	–	–	≤ 22 nF	–
Внутренняя индуктивность  (Li)	–	–	≤ 0.12 mH	–
Для подключения к контурам тока с	–	–	Искробезопасный Uo ≤ 30 В DC Ik ≤ 100 мA P ≤ 1 W	Ui ≤ 30 В DC Ii ≤ 100 мA
Гальваническое разделение	Между UH и IW	Между UH и IW	Между UH и IW (2 искробезопасных контура тока )	Между UH и IW
Контрольное напряжение	840 В DC (1 сек) или 700 В DC (50 Гц, 1 сек)
Cоединения
Электрические	Винтовые клемы 2.5 AWG28-12 Кабельный ввод  M20 или ½“ NPT	Винтовые клеммы 2.5 AWG28-12 EEx d-сертификат Кабельный ввод M20x1,5,½“ NPT или  M25x1.5	Винтовые клеммы 2.5 AWG28-12 Кабельный ввод  M20 или ½“ NPT	Винтовые клеммы 2.5 AWG28-12 Кабельный ввод  M20 или ½“ NPT
Пневматические	Внутренняя резьба G1/4 DIN 45141 or ¼“ 18 NPT
Внешний установочный сенсор (потенциометр или NCS; опция)  (потенциометр и Запрос коммерческого предложения × Ваши имя и фамилия* Найдите Вашу организацию (по названию или ИНН)* Контактный телефон* Email* Сообщение * Поля, обязательные для заполнения. Сообщение отправлено × В ближайшее время сообщение будет обработано. Письмо с номером обращения отправлено на Ваш почтовый ящик. Спасибо за то, что выбрали Первый ZIP! Что-то пошло не так... × К сожалению, наша система расценила Ваше сообщение как спам. Если это произошло по ошибке, пожалуйста, обратитесь к нам по электронной почте. Приносим извинения за возможные неудобства. Первый ZIP. Не является публичной офертой. Сайт сделан в DeepType sent ok spam Вы отправляете нам запрос Если у нас есть прайс-лист, мы отправляем Вам ответ в течение дня. А если у нас нет прайс-листа по запрошенным товарам? Если у нас нет прайс-листа, мы отправляем запрос производителю. Ответ от производителя может занять до 5 дней и более. Запрос производителю мы отправляем только для конечных потребителей. Торгующим организациям коммерческие предложения предоставляются только по прайсовым позициям: Siemens Beckhoff Pepperl+Fuchs Phoenix Contact PILZ Turck Leuze Electronic Endress+Hauser Murr Elektronik Schmersal