【控制閥門】西門子SITRANS PS2 智能電氣閥門定位器

SIPART PS2智能型電氣閥門定位器主要由微處理器、A/D、D/A轉換器，執行機構行程檢測系統和壓電閥模塊等部分組成。微處理器對給定值與實際閥位的電子信號進行比較，如果微處理器檢測到偏差，立即根據偏差（即給定值W與控制輸出X之間的偏差）的大小和方向輸出一個電控指令給壓電閥，壓電閥進而調節進入執行機構氣室的空氣流量，也就是說，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（高速區），定位器輸出一個連續信號；如偏差不大（低速區），定位器將輸出脈沖信號。當控制偏差很小時（自適應或可調死區狀態），則設有定位信號輸出。當SIPART PS2智能型電氣閥門定位器與二級制系統連接時，它完全從4~20mA給定信號中獲取電源。SIPART PS2智能型電氣閥門定位器有單作用定位器和雙作用定位器兩種，分別用于彈簧加載的執行機構和無彈簧執行機構，原理示意圖如下：

SIPART PS2型智能電氣閥門定位器的工作原理與傳統定位器完全不同。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機構氣室的空氣流量。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 PS2PA）總線信號中獲取電源。SIPART PS2 的工作方式及其集成的附加功能為用戶在定位器安裝和操作使用上提供相當多的好處：? 安裝簡易、高度自動化的調校，意味著節省時間，并確?？煽窟\行。? 一個在線自適應程序意味著即使在不利的工況條件下也能實現非常高的質量控制。? SIPART PS2 只有很少的可動部件，不受振動影響。? 溫度和壓縮空氣壓力的變化對SIPART PS2 定位器的影響可以忽略? 免維護運行? 借助液晶顯示和按鍵，可手動調整閥位，不需要另外的電源。? SIPART PS2 定位器內固化的參數可提供許多功能，定位器可進行靈活簡單的組態，例如閥門特性，行程限定或分程操作。? “緊密關閉”功能確保了對閥座大的定位壓力。? 和傳統定位器相比，西門子閥門定位器的耗氣量可以忽略。SIPART PS2 定位器采用適當的安裝組件固定到直行程或角行程執行機構上，執行機構的直線或轉角位移通過安裝的組件檢測并由一個剛性連接的導電塑料電位器轉換，裝在直行程執行機構上的組件檢測得到的角度誤差被自動地校正.微處理器根據偏差（給定值W 與位置反饋信號X）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（高速區）。定位器輸出一個連續信號；當控制偏差不大（低速區），定位器輸出脈沖連續；當控制器偏差很小時（自適應或可調死區狀態），則沒有控制指令輸出。1、帶預控壓電閥的氣動閥組壓電閥是以極長的工作壽命而著稱，主導元件是一個壓電柔韌開關，它同主控氣路連在一起。壓電閥由于質量小，可以釋放很短的控制脈沖，因而能夠達到很高的定位精度。2、通過SIMATIC PDM 軟件進行操作和監控SIMATIC PDM 軟件支持HART 通訊，也支持 PROFIBUSPA通訊協議。SIMATIC PDM 軟件允許通過PC 或手提電腦方便實現遠程操作和監控，定位器也能使用該軟件組態，利用過程數據和比較數據可確定整機故障診斷和維護的重要信息。當用HART 接口與SIPART PS2 進行通訊時，可通過PC 機或筆記本的COM 口及HART 調制解調器用雙芯電纜連接通訊。HART 通訊所使用的信號是采用頻移鍵控方式疊加在電流信號上。3、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; 可調整起始值和滿刻度值? 響應閾值 (死區)；自動設定或人工設定? 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 )? 執行機構位置的限值 (報警):小值和大值? 自動“緊密關閉” (用于6DR5...可調制響應閾值)? 行程可以根據閥門特性進行校正，可有如下選擇：- 線性特性- 等百分比特性 1: 25，1: 33 和1: 50- 反等百分比特性 1: 25，1: 33 和1: 50- 任意特性，輸入多達21個添加點的多邊形折線。? 二進制輸入功能? 報警輸出功能。SIPART PS2 和 SIPART PS2 PA 定位器組態是不同的。4、調試調試（初始化）在很大程度上是自動進行的。在初始化時，微處理器自動確定執行機構的零點，大行程，作用方向和執行機構的定位速度，用這些來確定小脈沖時間和死區，從而使控制達到佳。使用SIPART PS2定位器上的按鍵和LCD 可以手動操作氣動執行機構。5、用于定位器、執行機構和調節閥的監控和診斷功能SIPART PS2（6DR5...）具有檢測和當選擇極值報警時，能報告執行機構和調節閥變化的多項監控功能，這種診斷對調節閥和執行機構是重要的信息。可實現測量值（一些極值可調整）的確定和監控，包括：? 行程累積? 行程方向改變次數? 報警計數? 死區自調整? 閥門極限位置（例如：閥座的磨損）? 高/低溫度下的運行小時數（按照溫度等級）? 壓電閥運行循環數? 閥門定位時間? 執行機構泄漏6、調試過程中的操作注意事項由于在安裝過程中會發生不可預見的誤操作，或該定位器是經過檢修后需要重新投運的，那么在初始化運行RUN1~RUN5過程中，就會檢測出操作過程中發生的問題。若初始化時出現無法繼續，則必須按鍵，停止初始化。這時，可以通過SIPART PS2 智能型電氣閥門定位器面板上的LCD和按鈕，手動操作氣動執行機構。當初始化到RUN1（確定執行機構作用方向）不能繼續時，按“+”或“-”鍵，使得執行器處于工作范圍內（即不要把閥門開或關過頭，讓執行機構移動到好的位置），必要時也可檢查壓電閥模塊。當初始化到RUN2（核對執行機構行程并校正零位和行程范圍）不能繼續時，檢查傳動比選擇器位置是否正確或撥動校正輪。以閥門工作方式為正作用為例，按“+”鍵，閥門開度增大；按“-”鍵，閥門開度減小。這時，可以通過觀察LCD上顯示的反饋閥位信號（0~）是否與閥門的實際開度（0~）相一致。若不一致，則可以通過撥動校正輪來實現。通常，首先是按“+”或“-”鍵，把閥門開度手動位移至50%，然后撥動校正輪，直至LCD上顯示的反饋信號為50%。接著按“+”鍵使閥門全開（開度），觀察LCD上顯示的反饋閥位信號是否在85%左右；按“-”鍵，使閥門全關（開度0%），觀察LCD上顯示的反饋閥位信號是否有8%左右。若滿足以下3個條件，再把閥門開度手動位移至50%左右（這樣可縮短調校時間），按調校步驟重新對SIPART PS2智能型電氣閥門定位器進行初始化。若無法同時滿足以上3個條件，則必須反復撥動（憑經驗可推斷應該是順時針或逆時針撥動）校正輪，以求得較好的調校初始位置。當初始化運行到RUN3（測定向上/向下兩個方向的定位速度）時，若出現“NOZZLE U”或“NOZZLE D”，則說明定位時間太短，如果你認為確定定位時間太短，可以通過調節壓電閥模塊上的節流裝置延長定位時間，否則按“-”鍵可手動泄壓（排氣），使初始化繼續。初始化的第4步（RUN4）為微處理器自動確定小的定位增量。初始化的第5步（RUN5）為微處理器對瞬時響應的佳優化，不再用手動調整放大值和衰減值。需要指出的是，手動撥動校正輪時幾乎無法達到閥門開度（0~）與反饋閥位信號（0~）相一致。就算手動調校很jingque了，往往反而初始化不了。因此，手動調校時只要求線性好即可。當SIPART PS2智能型電氣閥門定位器進入自動調校后，只要初始化成功，則閥門開度與反饋閥位信號是會嚴格一致的。7、檢修與維護注意事項SIPART PS2智能型電氣閥門定位器在使用過程中經常出現的故障是排氣不通暢，憋壓，導致“要開閥門開不了，要關閥門關不掉”。可以稍微旋松定位器輸出工作口的氣路接頭，使其留有微小的泄氣量（根據該定位器的特點，基本不會增加系統的耗氣量），這樣就可排除，并預防憋壓。振動引起的故障，電路板與壓電閥模塊接觸不良，校正輪連接件開裂、松脫，導致定位器不能工作。當電路板與壓電閥模塊接觸不良時，可以把壓電閥模塊上的接觸彈簧片適當地掰起一點。校正輪連接件開裂、松脫可使用瞬干膠修復。由于氣源夾帶水分引起的故障，可自己試著分解、清洗壓電閥模塊，并用電吹風對各部件進行烘干處理。值得注意的是：日常維護時，應特別注意檢查是否有水順著信號線進入接線端，做好防水處理。信號線下垂的低點（也就是水珠的滑落點）不得高于定位器的進線端口。若信號線是套上金屬軟管的，應在金屬軟管上垂的低點剪開一個口子用于排水，預防金屬軟管內充滿水后灌入接線端，另一種方式可采用隔纜頭密封，來防止進水